2024山东中考物理二轮重点专题研究 第十一章 第三节 机械效率（课件）

机械效率第三节知识精讲2考点清单重难点突破实验突破—科学探究素养提升3实验1测量滑轮组的机械效率山东近年中考试题精编1实验2测量斜面的机械效率命题点1机械效率的理解及相关计算类型一滑轮、滑轮组(烟台4考，淄博2考，济宁3考，日照5考)1.(2021菏泽12题2分)如图所示，用动滑轮提起一重为80N的物体，在10s内将物体匀速提高5m，已知动滑轮重20N(不计绳重和摩擦)，则(

)A.手对绳子的拉力为40NB.拉力做功的功率为50WC.手拉绳子移动的速度为0.5m/sD.该装置的机械效率为60%B山东近年中考试题精编2.(2020滨州14题4分)(多选)如图所示，重800N的物体在100N水平拉力F的作用下，以0.1m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了20s，滑轮组的机械效率为60%.在此过程中，下列说法正确的是(

)A.拉力F做的功为400JB.物体与地面间的滑动摩擦力为180NC.额外功的功率为12WD.若物体的重力和运动速度不变，只增大水平地面的粗糙程度，则滑轮组的机械效率会降低BC3.(2020烟台20题3分)在建筑工地上，小明同学利用如图所示的装置，用25N的拉力使重为300N的物体A沿着水平地面匀速运动，A在运动时受到地面的摩擦力为其所受重力的0.2倍，不计绳重及滑轮组的摩擦，则动滑轮所受重力为________N，该装置的机械效率为________．若增加物体A的重力，仍使物体A匀速运动，则该装置的机械效率将________(选填“增大”、“减小”或“不变”)．1580%增大4.(2021济宁21题4分)测算如图所示滑轮组的机械效率时，实验中得到一组数据如表．钩码重G/N钩码上升高度h/m拉力F/N弹簧测力计上升距离s/m0.50.10.30.3请根据以上信息，求：(1)拉力所做的功；(2)滑轮组的机械效率．解：(1)拉力做的功W总＝Fs＝0.3N×0.3m＝0.09J(2)有用功为W有＝Gh＝0.5N×0.1m＝0.05J滑轮组的机械效率η＝×100%＝×100%≈55.6%5.(2022烟台27题12分)如图是某汽车起重机静止在水平地面上起吊重物的示意图．重物的升降使用的是滑轮组，滑轮组上钢丝绳的收放是由卷扬机来完成的．提升重物前，起重机对地面的压强为2×105Pa.某次作业中，将重物甲以0.25m/s的速度匀速提升时，起重机对地面的压强为2.3×105Pa；若以相同的功率将重物乙以0.2m/s的速度匀速提升时，起重机对地面的压强为2.4×105Pa.(不计钢丝绳重和摩擦)(1)起重机两次提升的重物质量之比．(2)起重机两次提升重物时，滑轮组的机械效率之比．(3)提升重物乙时，滑轮组的机械效率是多少？解：(1)由p＝

得：起重前，F＝G＝pS；匀速提升甲物体时，G甲＝(p甲－p)S，匀速提升乙物体时，G乙＝(p乙－p)S所以＝＝＝＝＝

解：(2)由P＝Fv得：F甲＝，F乙＝所以＝＝

＝

，由公式η＝＝

得η甲＝＝，η乙＝＝所以＝，将＝

，＝

代入上式得＝

解：(3)由η＝＝＝＝得匀速提升甲物体时η甲＝匀速提升乙物体时η乙＝将＝

，＝

代入上式得：G动＝

G乙所以η乙＝×100%＝×100%＝80%类型二斜面(烟台2023.17，淄博2021.24)6.(2020枣庄22题2分)一木箱重480N，用沿斜面向上的拉力F将木箱匀速拉到高处，如图甲所示．已知拉力F做的功W与木箱沿斜面运动距离s的关系如图乙所示．整个过程的额外功是240J．则拉力F＝________N，斜面的机械效率η＝________．15060%7.(2021淄博24题7分)在美丽乡村建设中，政府为某村购置一批健身器材．工人往车上搬运装有健身器材的箱子时，用长木板搭了一个3m长的斜面，把120kg的箱子沿斜面匀速推到1m高的车厢上，如图．推箱子做的额外功是300J．(g取10N/kg)求：(1)推箱子做的有用功；(2)斜面的机械效率；(3)沿斜面的推力．解：(1)箱子的重力为G＝mg＝120kg×10N/kg＝1200N

有用功为W＝Gh＝1200N×1m＝1200J(2)总功为W总＝W有＋W额＝1200J＋300J＝1500J机械效率为η＝×100%＝×100%＝80%(3)推力为F＝

＝

＝500N命题点2探究机械效率的实验[烟台2023.23，淄博2023.22，济宁2022.18(2)]8.(2023淄博22题9分)在日常生活和工农业生产中，提高机械效率有着重要的意义．提高机械效率，要从研究影响机械效率的因素出发，寻求办法．(1)为了探究影响机械效率的因素，小明选取了大小相同的滑轮，利用图甲和图乙装置进行实验，并把数据记录在表中．实验次数滑轮材质钩码重G/N提升的高度h/m有用功W有用/J拉力F/N绳端移动的距离s/m总功W总/J机械效率η1铝10.10.10.60.30.1856%2铝20.10.21.00.30.367%3铝20.20.41.00.60.667%4塑料20.20.40.80.60.4883%5塑料20.20.42.10.20.4295%①比较1和2两次实验发现：在所用滑轮组一定时，提升的钩码_____，机械效率越高．②比较3和4两次实验发现：滑轮组的机械效率还与_____________有关．③比较______两次实验发现：在所用滑轮组一定时，机械效率与提升钩码的高度无关．④第5次实验是利用图______的装置完成的，判断依据是________．⑤利用图甲的装置，把重6N的物体用2.5N的拉力匀速拉起，滑轮组的机械效率为____．可见如果没有刻度尺，只有测力计，也可以测量出滑轮组的机械效率．越重动滑轮的重力2、3乙s=h80%(2)小明利用图丙装置实验发现：斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和摩擦有关，与物重无关．保持斜面倾斜程度不变，可以采用_____________________的方法减小摩擦，从而提高斜面的机械效率．(3)实验表明：额外功越小，总功越接近有用功；进一步推理得出：假如没有额外功，总功等于有用功；可见使用任何机械都________．下列物理规律的得出运用了这种研究方法的是____．A.焦耳定律B.牛顿第一定律C.阿基米德原理D.欧姆定律

减小斜面的粗糙程度不能省功B命题点3测量斜面的机械效率[淄博2023.22(2)]9.(2023烟台26题2分)在初中物理的学习中，我们曾用斜面做过多次探究实验．图甲是利用斜面“探究阻力对物体运动的影响”；图乙是利用斜面“探究动能大小与哪些因素有关”；图丙是“测定斜面的机械效率”．甲(1)在甲、乙实验探究中，都有让小车从斜面的同一高度自由下滑的操作步骤，这样操作的目的是什么？(2)在甲、乙实验探究中“阻力对物体运动的影响”和“小车动能的大小”分别是由什么来显示的？甲这样操作的目的是使小车到达斜面底端时的速度相同分别是由小车滑动的距离和木块被推动的距离来显示的(3)下表是小明测定斜面机械效率实验的记录数据，请你完成表中横线处的数据．分析表中数据，写出实验结论．斜面倾斜程度木块所受重力G/N斜面高度h/m沿斜面的拉力F/N斜面长L/m有用功W有/J总功W总/J机械效率η较缓50.22.1112.148%较陡50.53.612.5_______69%最陡50.74.313.54.3_______实验结论：木块重力一定时，斜面越陡，斜面的机械效率越高3.681.4%简单机械和功滑轮杠杆定义五要素平衡条件：F1L1=F2L2分类及应用定滑轮动滑轮滑轮组定义物理意义公式功率功不做功的三种情况计算公式计算公式提高机械效率的方法理解机械效率定义知识精讲【版本导航】鲁科：八下P86～P91；人教：八下P85～P88；

沪科：八年级P202～P205；教科：八下P86～P96.考点清单一、计算公式：____________________________________η表示机械效率．W有表示有用功，指无论是否使用机械都必须要做的功．W总表示总功，指有用功与额外功之和．W额表示额外功，指使用机械时并非我们需要但又不得不做的功．η＝×100%＝×100%二、理解a.W有<W总，所以η<100%，即所有机械的机械效率总是小于1；使用任何机械都不省功．b.机械效率大的机械工作时，有用功占总功的比例大；做功多的机械，其机械效率不一定大．三、提高机械效率的方法1、滑轮组：增加物重、减小动滑轮自重、减小绳子与滑轮间的摩擦等．2、斜面：增大斜面倾斜程度、减小摩擦等．微点诊断1.判断下列说法是否正确．(1)有用功越大，机械的机械效率就越高(

)(2)额外功越大，机械的机械效率就越低(

)(3)机械的功率越小，机械效率就越低(

)(4)机械做功越多，机械效率越高(

)(5)减小机械内部摩擦可以提高其机械效率(

)(6)增大斜面的倾斜程度，斜面的机械效率不变(

)××××√×重难点突破机械效率的相关计算1.如图所示，工人通过滑轮组提升重物．已知物体在10s内被提升了2m，物体所受重力G＝720N，绳端的拉力F＝300N，忽略绳重及摩擦．求：(1)承担物重的绳子股数n＝________，绳子自由端移动的距离为______m，绳子自由端上升的速度为________m/s;(2)动滑轮的重力为________N;(3)拉力所做的有用功为________J，总功为________J，此滑轮组提升重物的机械效率为________；一题多设问360.61801440180080%(4)拉力做功的功率为________W;(5)若绳子拉力端能承受的最大拉力为500N，则此滑轮组能提升的最大物重为________N;(6)若重物的底面积约0.5m2，当绳端的拉力为200N时，重物对水平面的压强为________Pa.1801320600变式：【水平放置】如图所示，用F＝50N的力通过滑轮组水平拉重力为300N的物体，使其向左匀速运动，在这过程中拉力F做功为40J，已知物体受到水平地面的摩擦力为60N，则物体运动的距离为________m，该滑轮组的机械效率为________．(忽略绳子和动滑轮的重力)0.460%2.(多选)工人用如图所示的滑轮组，在时间t内，将重为G的货物匀速提升了h，人对绳子竖直向下的拉力恒为F.以下说法正确的是(

)A.绳子自由端移动的距离为hB.人克服货物的重力做功的功率为C.拉力F的功率为D.额外功为(2F－G)hE.滑轮组的机械效率为F.滑轮组的机械效率随h的增大而增大BCD一题多设问实验突破—科学探究素养提升实验1测量滑轮组的机械效率图示法过实验1.实验装置(鲁科八下P88图9－6－2)2.测量滑轮组的机械效率(1)用弹簧测力计先测出被提升物体的重力G；(2)匀速拉动弹簧测力计，使物体升高，读出弹簧测力计的示数F；(3)当物体上升到一定位置时，用刻度尺测出____________________和绳子自由端移动的距离s；(4)根据公式η＝×100%＝________，计算滑轮组的机械效率．物体上升的高度h3.

探究滑轮组机械效率的影响因素(控制变量法的应用)(1)探究滑轮组的机械效率与物重的关系(控制滑轮组__________________________相同，改变滑轮组所吊钩码的数量)(2)探究滑轮组的机械效率与动滑轮的重力大小的关系(控制滑轮组____________________________相同，换用重力不同的动滑轮)(3)探究滑轮组的机械效率与所提重物高度的关系(控制______________________相同，所提物体重力相同，改变提升重物的高度)4.实验结论：在其他条件相同时，动滑轮越重，机械效率越________；在绳子所能承受的范围内，所吊物体越重，机械效率越________．

动滑轮的重力及绕线方式

绕线方式及所吊钩码的数量

同一滑轮组的绕线方式低高5.实验注意事项：(1)弹簧测力计沿竖直方向匀速拉动绳子的目的(_____________________________________)

(2)滑轮组机械效率的影响因素(物体的重力、绳子与滑轮间的摩擦力、______________)(3)提高滑轮组机械效率的方法(增加提升物体的重力、减小动滑轮重力、减小机械间的摩擦)使拉力大小等于弹簧测力计的示数动滑轮的重力一题多设问例1某小组在“测滑轮组机械效率的实验”中得到的数据如表所示，实验装置如图所示.设计与进行实验(1)除了如图所示器材和弹簧测力计外，还需要的测量工具是________.(2)实验中应沿竖直方向__________________缓慢拉动弹簧测力计.(3)小组同学发现实验过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，应该静止读数．你认为他的想法________(选填“正确”或“不正确”)，理由是___________________________________________________.刻度尺匀速(或均匀直线)不正确他没有考虑到摩擦力(或摩擦)对滑轮组机械效率的影响(4)分析表中数据可知第4次实验是用________(选填“丙”或“丁”)图所示装置做的实验，请将表中的两个数据填写完整.实验次数钩码重G/N钩码上升高度h/m绳端拉力F/N绳端移动距离s/m机械效率η140.12.70.274%240.11.80.374%380.13.20.383%480.12.5____________丁0.480%分析论证(5)通过比较________两次实验数据可得出结论：使用同一滑轮组提升同一重物时，滑轮组的机械效率与绳子段数无关．(填实验次数的序号)(6)通过比较________两次实验数据可得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越重，滑轮组机械效率越高．(填实验次数的序号)(7)通过比较3、4两次实验数据可得出结论：__________________________________________________________________________________________________________________________________________.1、22、3

不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越轻，滑轮组机械效率越高(不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮的个数越多，滑轮组的机械效率越低)交流与评估(8)(2023青岛改编)该小组同学利用图甲的滑轮组提升相同的物体时，增加物体匀速上升的速度，滑轮组的机械效率________(选填“变大”、“变小”或“不变”).(9)不计绳重及摩擦阻力，在第1、2次实验中，动滑轮的重力是______N.(10)(2023淄博改编)在第3次实验中，拉力F做的额外功为________J.(11)(2023邵阳改编)小明分析实验数据时，发现通过比较第2、4次实验数据，也能得出滑轮组机械效率与重物重力的关系．请你对小明同学的观点进行评估：_____________________________________.不变1.40.16没有控制动滑轮重力不变，结论不可靠(12)(2023黄石改编)根据表格中的数据分析可知：随着物重的增大，额外功________(选填“变小”、“变大”或“不变”)，原因是__________________________________________________________________________.(13)小明发现绳端移动的距离始终与钩码提升高度有固定的倍数关系，于是他认为：钩码数量一定时，无论将钩码提升多高，都不影响该滑轮组的机械效率．小芳则认为：钩码提升的高度不同，有用功就不同，机械效率就变化了．你认为________的看法是正确的.变大

随着物重的增加，滑轮与轴之间的摩擦力增大，克服摩擦力做的额外功增加小明创新设问(14)(实际应用)小明通过分析表格中的数据，得到了提高滑轮组机械效率的方法．汽车作为一种“机械”，提高效率对节能减排有重要意义．请你指出以下三种提高效率的方法中，方法________与本实验(6)的结论是同理的.方法一：鼓励人们“拼车”出行，使汽车尽量装满人员；方法二：汽车制造厂用新材料减轻汽车重量；方法三：经常给汽车做保养，保持良好润滑.一实验2测量斜面的机械效率(淄博2023.22)图示法过实验1.实验装置2.测量斜面的机械效率(1)用弹簧测力计测量物体的重力G；(2)用弹簧测力计沿斜面向上_______拉动物体，测量拉升物体时的拉力F；(3)用刻度尺测出斜面的长度s和斜面的高度h；(4)根据公式η＝×100%＝________，计算斜面的机械效率．匀速3.探究斜面机械效率的影响因素(控制变量法的应用)(1)探究斜面机械效率的大小与斜面倾斜程度的关系(控制斜面的_________________________相同，改变斜面的倾斜程度)(2)探究斜面机械效率的大小与物体重力的关系(控制斜面的__________________相同，改变物体的重力大小)(3)探究斜面机械效率的大小与斜面粗糙程度的关系(控制斜面的_______________________相同，改变斜面的粗糙程度)4.实验结论：其他条件不变时，斜面的倾角越小，机械效率越________；在其他条件不变时，斜面越光滑，机械效率越________；斜面的机械效率与斜面的长度、物体的重力等因素无关．度与物体的重力

粗糙程度与倾斜程度

倾斜程度与物体的重力低高粗糙程一题多设问例2

小华同学对“斜面的机械效率跟什么因素有关”这一课题提出了一些值得探究的猜想：斜面的机械效率跟：A.斜面的倾斜程度有关；B.斜面的粗糙程度有关；C.