10.5机械效率（原卷版）

沪科版八年级第十章《机械与人》10.5机械效率【知识梳理】知识点1机械效率１.有用功：为达目的，必须要做的功。符号：W有单位：焦耳（J）。【知识拓展】根据人们使用机械的不同，有用功的计算也不尽相同。例如：若使用机械的目的是提升重物，那么克服物体的重力做的功就是有用功。如果使用机械的目的是在水平面上平移重物，那么克服物体与水平面间的摩擦力做的功是有用功。公式：W有用＝Gh（提升重物）=W总－W额=W总η；斜面：W有用=Gh。W有用＝fS物（水平拉动）【知识拓展】对于滑轮组提升重物的情况，克服动滑轮重、绳重等所做的功是额外功。在解题过程中，常忽略绳重和摩擦，则此时克服动滑轮重所做的功为额外功。利用斜面提升重物时，克服斜面摩擦所做的功为额外功。公式：W额=W总－W有用=G动h（忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组）；斜面：W额=fL。3.总功：有用功与额外功之和或动力所做的功。公式：W总=W有用＋W额=FS=W有用／η；斜面：W总=fL+Gh=FL。4.机械效率：有用功跟总功的比值。机械效率计算公式：。

考点2测量滑轮组的机械效率【实验目的】会测量滑轮组的机械效率。【实验原理】【待测数据】物重G、拉力F、重物上升的距离h、弹簧测力计移动的距离S【实验器材】钩码、滑轮组、铁架台、细线、弹簧测力计、刻度尺。【实验步骤】=1\*GB3①用所给器材组装如图所示滑轮组。=2\*GB3②将钩码挂在滑轮组下方，记录下所挂钩码的重力，用弹簧测力计竖直拉住绳子自由端。=3\*GB3③将刻度尺放在如图所示的位置，分别记录下钩码和绳子自由端的起始位置。=4\*GB3④用弹簧测力计匀速拉动绳子自由端，使物体匀速上升一段距离，记录弹簧测力计的读数，并记录物体上升后所达到的末位置以及绳子自由端上升到的末位置。=5\*GB3⑤根据测量数据，分别计算出钩码上升的距离ｈ和绳子自由端移动的距离ｓ，然后根据Ｗ有用＝Gh和Ｗ总＝FS计算出有用功和总功，按，计算该滑轮组的机械效率。=6\*GB3⑥改变所挂钩码的重力，重复以上实验步骤。=7\*GB3⑦钩码重力不变，改变动滑轮个数重复上述实验步骤。【实验结论】=1\*GB3①滑轮组机械效率与物体重力和动滑轮的个数有关；=2\*GB3②同一滑轮组，提起的物重越重，滑轮组的机械效率越高；=3\*GB3③不同的滑轮组机械效率不同，且在物重相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低【考点方向】1.步骤：必须匀速拉动弹簧测力计使钩码升高，目的：保证测力计示数大小不变。2.结论：影响滑轮组机械效率高低的主要因素有：=1\*GB3①动滑轮越重，个数越多则额外功相对就多。=2\*GB3②提升重物越重，做的有用功相对就多。=3\*GB3③摩擦，若各种摩擦越大，做的额外功就多。3.同一滑轮组：绕线方法和重物提升高度不影响滑轮机械效率。4.测量机械效率时，为什么不能使弹簧测力计静止？机械效率会怎样？答：当弹簧测力计静止时，绳子和滑轮之间没有摩擦力，拉力示数会变小，有用功在总功中占的比例增大，滑轮组的机械效率偏大。5.实验中改变钩码的数量，改变动滑轮的个数进行多次实验的目的是什么？答：改变钩码个数、改变动滑轮的个数从而获得多组数据，这样可以避免一组数据的偶然性，更能得出普遍性规律。6.通过该实验我们可以得知：增大物重或减少动滑轮的重力可以提高滑轮组的机械效率。【易错点】η是一个没有单位的量，常用百分数表示。机械效率是反映机械性能好坏的物理量，机械效率越高，这个机械的性能越好。机械效率只是反应有用功和总功的比值，只是一个比值关系，和做功多少、做功的距离、省力费力、做功快慢等因素无关。【规律总结】1.常考机械的有用功、总功、机械效率计算简单机械有用功总功额外功机械效率杠杆W有用=hW总=FsW额=W总－W有用滑轮组（竖直提升重物）W有用=GhW总=FsW总=Gh+G动h（不计绳重和摩擦）W额=W总－W有用W额=G动h（不计绳重和摩擦）滑轮组（水平拉动重物）W有用=flW总=Fs斜面W有用=GhW总=FlW总=Gh+fl（f为摩擦力）W额=W总－W有用W额=fl（f为摩擦力）说明：（1）在使用滑轮组时：G为物重，h为物体提升高度，F为拉力，S为绳子自由端移动的距离，f为摩擦力，l为物体移动距离，

（2）在使用斜面时：h为斜面高，S为斜面长，G为物重，F为沿斜面对物体的拉力。2．提高滑轮组机械效率的方法(1)减小额外功在总功中占的比例。可采取改进机械结构、减小摩擦阻力等方法。如可使滑轮组在满载情况下工作，以增大有用功在总功中的比例，在滑轮的转轴中加润滑油，以减小摩擦阻力，或减小滑轮组中动滑轮的自重等，即在有用功一定的情况下，减小额外功，提高效率。(2)增大有用功在总功中所占的比例，在额外功不变的情况下，增大有用功的大小。(3)换用最简单的机械。【典例分析】（2022·四川凉山·统考中考真题）工人师傅用如图所示的滑轮组将重为400N的货物匀速提升了1m，动滑轮重为100N，不考虑绳重和摩擦，工人师傅做的额外功为____________J，该滑轮组的机械效率为____________。【思路小结】在本题中，要能理解和熟练计算有用功、额外功、总功，并能熟练应用滑轮组机械效率的计算公式。【夺冠训练】一、单选题1．（2022·山东菏泽·统考中考真题）如图所示，在快递仓库内工人把重为600N的货物用滑轮组以0.2m/s的速度匀速提升，忽略摩擦及绳重，该过程中滑轮组的机械效率为80%，则（）A．工人所用的拉力为200NB．动滑轮的重力为100NC．拉力的功率为150WD．提升重力不同的货物时，此滑轮组机械效率不变2．（2023秋·江苏泰州·九年级校考期末）关于功、功率、机械效率，下列说法中正确的是（）A．做功越快的机械，功率一定越大B．功率越大的机械，做功一定越多C．做功越多的机械，机械效率一定越高D．机械效率越高，机械做功一定越快3．（2023春·北京顺义·八年级统考期中）在生产和生活中经常使用各种机械，下列说法正确的是（）A．使用任何机械都可以省力B．使用任何机械都可以省功C．使用机械时，有用功越大，机械效率越高D．使用机械时，有用功占总功的比例越大，机械效率越高4．（2022·辽宁本溪·统考中考真题）用如图所示的滑轮组拉动重300N的箱子，以0.2m/s的速度在水平地面上做匀速直线运动，箱子与地面间的摩擦力为自身重力的0.2倍，滑轮组的机械效率为75%，下列说法正确的是（）A．拉力F为80N B．10s内绳子自由端移动2mC．3s内物体重力做功180J D．拉力F的功率为16W5．（2022·湖北武汉·统考中考真题）用一个动滑轮在8s内将一重为300N的物体匀速向上提起2m，拉力为200N。这个动滑轮的机械效率和拉力的功率分别是（）A．66.7%，50W B．66.7%，100W C．75%，50W D．75%，100W6．（2023秋·江苏扬州·九年级统考期末）小枫和小红同学利用甲、乙所示的滑轮组，在相同的时间内，用大小相同的力F1、F2分别把质量相同的重物G1、G2提升到相同的高度，则（）A．F1做功的功率大B．F1、F2做功的功率一样大C．甲滑轮组的机械效率高D．甲、乙滑轮组的机械效率一样高7．（2023秋·山西临汾·九年级统考期末）在实践活动基地，同学们体验使用劳动工具对工作的影响。如图所示，分别用甲、乙两种形式的滑轮组把重为的物体匀速向上提起相同的高度。已知每个滑轮重，忽略绳子的重力及滑轮与绳子的摩擦。下列判断正确的是（）A．甲方式中车对绳子的拉力为B．乙方式中人对绳子的拉力为C．甲、乙两种方式做的有用功相等D．甲、乙两种方式的机械效率相等8．（2023秋·陕西西安·九年级西安市铁一中学校考期末）如图所示，斜面长10m，高4m，用沿斜面方向的推力F，将一个重为500N的货物由斜面底端匀速推到顶端，运动过程中克服摩擦力做功500J，下列说法正确的是（）A．机械效率为75% B．F=300NC．摩擦力为50N D．推力做的总功为3000J9．（2023秋·江苏南京·九年级南京市中华中学校考期中）如图甲所示的装置是用来探究滑轮组的机械效率η与物重G物的关系，改变G物，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，计算并绘出η与G物的关系图像，如图乙所示，若不计绳重和摩擦，则下列说法正确的是（）①此滑轮组动滑轮的重力为3N；②当时，滑轮组机械效率；③当时，弹簧测力计的示数为6N；④此滑轮组机械效率η随G物的增大而增大，最终将达到100%。A．只有①③ B．只有②④ C．只有②③ D．只有①②二、填空题10．（2023秋·广东广州·九年级执信中学校考期末）用图甲、乙两种方式匀速提升重为的物体，所用拉力分别为、，甲、乙的机械效率分别为、，已知滑轮重、绳重和摩擦力不计。则______，机械效率______。（两空均选填“>、<或=”）11．（2023秋·安徽亳州·九年级统考期末）如图所示，某人利用轻质滑轮组匀速拉动水平地面上重为600N的物体，拉力F的大小为75N。若物体与地面之间的摩擦力为90N，则滑轮组的机械效率为_______。12．（2023春·四川内江·九年级威远中学校校考期中）用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼，每件货物重100N，每次运送的量不定。图乙记录了在整个过程中滑轮组的机械效率随货物重力增加而变化的图像，则动滑轮重为______N；当某次运送4件货物时，滑轮组的机械效率是______。（不考虑绳重和摩擦）13．（2023秋·江苏淮安·九年级统考期末）如图，小明用100N的拉力将重为180N的物体匀速提升2m，此过程中有用功为______，额外功为______，滑轮组的机械效率为______。14．（2023秋·江苏南京·九年级统考期末）如图是一种塔式起重机上的滑轮组，它既可以省力，又可以___________。现将重1.5×104N的物体沿竖直方向向上吊起3m，克服绳重和摩擦做的功是拉力做功的，已知动滑轮总重为5000N，则此过程提升重物的有用功为___________J，滑轮组机械效率为___________%，绳端拉力为___________N。15．（2023秋·江苏泰州·九年级校联考期末）如图所示，往车上装重物时，常常用长木板搭个斜面，把重物沿斜面推上去.假设工人用3m长的斜面，把1200N的重物提高1m，若实际用力为500N，斜面的机械效率为________，重物受到的摩擦力为____________N.三、实验题16．（2023秋·广东惠州·九年级统考期末）某小组在“测滑轮组的机械效率”实验装置如图所示，实验得到的数据如下表所示。实验次数钩码总重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%240.11.80.3/380.13.10.386%480.12.580%（1）实验中应沿竖直方向______缓慢拉动弹簧测力计。拉动弹簧测力计时，不能静止读数，因为要考虑到______对滑轮组机械效率的影响；（2）用乙图装置进行实验，得出表中第2次实验数据，那么滑轮组做的有用功是______J，拉力F做的功是______J，滑轮组机械效率是______%（百分号前保留整数）；（3）用丁图装置进行实验，得出表中第4次实验数据，请将第4次表格填写完整；______（4）通过比较______两次实验数据得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高。17．（2023秋·广东潮州·九年级统考期末）为了探究斜面的机械效率与斜面倾斜程度之间的关系，探究小组的同学利用木板、刻度尺、弹簧测力计、木块等器材设计了如图所示的实验装置，实验测得的数据如表：实验次数斜面倾斜程度木块重力G/N斜面高度h/m沿斜面拉力F/N斜面长度s/m机械效率1较缓30.21.6137.5%2较陡30.31.813最陡30.42.0160%请你根据表中的数据解答下列问题：（1）实验中要求用沿平行斜面向上的力拉木块在斜面上做___________运动，该过程中木块的机械能___________（选填“变大”、“不变”或“变小”）；（2）第2次实验中，拉力所做的有用功为___________J，斜面的机械效率为___________，斜面对木块的摩擦力为___________N；（3）斜面的机械效率与斜面的倾斜程度之间的关系是：___________；（4）试列举出生活中利用斜面的一个实例：___________。四、计算题18．（2023秋·广东茂名·九年级统考期末）如图所示，重为40N的物体A在拉力F的作用下，5s内被匀速提高了0.5