课时10.5机械效率（原卷版）

课时10.5机械效率（帮课堂）（解析版）【学习目标】1.知道机械效率；2.了解提高机械效率的途径和意义。【知识导图】【基础知识】知识点一：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，即（W有=FS=G物h）。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，即（W有=FS=fS）。公式：W有=W总－W额=W总η；动滑轮、定滑轮及滑轮组提升重物模型：W有＝G物h斜面模型：W有=G物h。水平面拉动物体：W有＝fS2.额外功：不需要但又不得不做的功。如：从井中打水时提水桶和绳子所做功（对水桶和绳子所做的功）。【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有竖直方向不计摩擦和绳重的动滑轮、滑轮组提升物体模型：W额=G动h（其中，G动：动滑轮的重力，h：物体上升的距离）。斜面模型：W额=fS（其中，f：斜面对物体的摩擦力，S：物体在斜面上移动的距离）。3.总功：有用功与额外功之和或动力（拉力）所做的功。公式：斜面模型：W总=fS+G物h=FS（其中，f：斜面对物体的摩擦力，S：物体在斜面上移动的距离，G物：物体的重力，h：物体上升的距离）。机械效率：有用功跟总功的比值。机械效率计算公式：

斜面模型：见下图Sh知识点二：实验探究：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】（G物：动滑轮所拉物体的重力；h：动滑轮处物体上升的距离；F：绳子自由端的拉力；S：绳子自由端移动的距离）【待测数据】物重G物、拉力F、重物上升的距离h、弹簧测力计移动的距离S【实验步骤】（1）按如图所示组装滑轮组。（2）将钩码挂在滑轮组下方，记录下所挂钩码的重力G物，用弹簧测力计竖直向上拉住绳子自由端。（3）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A、B。（4）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，分别记录下钩码和绳子自由端上升后所达到的末位置A1、B1。（5）根据测量数据，分别计算出钩码上升的距离ｈ（h=A/A）和绳子自由端移动的距离ｓ（s=B/B），然后根据Ｗ有＝G物h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）改变所挂钩码的重力，重复以上实验步骤。（7）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（G物）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（G物）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，便于读数。2.结论：影响滑轮组机械效率高低的主要因素有：（1）动滑轮越重，个数越多则额外功相对就多，机械效率就低（动重η低）。（2）提升重物越重，做的有用功相对就多（物重η高）。（3）摩擦，若各种摩擦越大，做的额外功就多（摩多η低）。归纳：提高有用功能增加机械效率；机械效率减少额外功能增加机械效率。的提高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？(避免偶然性，使结论具有普遍性）。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出结论：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。在生产和生活中经常使用各种机械，关于机械的下列说法，正确的是（）A．使用机械可以省力、省距离，也可以省功B．机械做功越快，机械效率越高C．使用机械可以省力或省距离，但不能省功D．机械做功越多，机械效率越高一个滑轮组经改进后，机械效率比原来大大提高，用该滑轮组将同一物体匀速提升同样的高度，与改进前相比（）A．总功不变，但额外功减少了B．总功不变，有用功增加了C．有用功不变，总功减少了D．做的有用功减少了【作业帮】1．在生产和生活中经常使用各种机械，关于机械的下列说法，正确的是（）A．使用机械可以省力、省距离，也可以省功B．机械做功越快，机械效率越高C．使用机械可以省力或省距离，但不能省功D．机械做功越多，机械效率越高2．甲、乙两种机器所做的总功之比是2:3，机械效率之比是3:1，则它们所做的有用功之比（）A．2:3 B．2:1 C．2:9 D．9:23．下列做法中不能提高滑轮组机械效率的是A．增加物体提升的高度 B．使用轻质动滑轮C．增加物体的质量 D．在轴上加润滑油4．如图所示，小明用桶把一些沙子运上三楼。在此过程中（）A．小明克服自身重力所做的功是总功B．小明克服沙子重力所做的功是有用功C．小明克服沙子重力所做的功是额外功D．小明克服桶的重力所做的功是有用功5.某实验小组分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组（每个滑轮重相同）在相同时间内把重物G提升相同高度。若F1和F2大小相等，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（）A．力F1和F2做的总功相同 B．力F1和F2做功的功率相同C．两个滑轮组机械效率一样大 D．甲滑轮组的机械效率比乙滑轮组高6．如图所示，在斜面上将一个重4.5N的物体匀速拉到高处，沿斜面向上的拉力为1.8N，斜面长s＝1.2m、高h＝0.3m。把重物直接提升h所做的功作为有用功，则（）A．有用功为1.35J，机械效率为75%B．有用功为2.16J，机械效率为62.5%C．有用功为1.35J，机械效率为62.5%D．有用功为1.35J，机械效率为100%7.如图为了提升重物，我们选用了粗细均匀重为G的杠杆，不计杠杆支点处的摩擦，先后把同一个重物挂在A、B两处，每次用力让杠杆上升同样的高度，下列说法正确的是（）A．重物在A点处人做的有用功多机械效率高B．重物在A和B点处杠杆的机械效率相等C．重物在B点处做的有用功多，杠杆的机械效率高D．重物在B点处做的额外功多，杠杆的机械效率高8.如图所示，物体A在拉力F的作用下，10s内水平匀速运动了5m，物体A与地面间的滑动摩擦力为270N，拉力F为150N。下列物理量计算正确的是（）A．绳子自由端移动的速度是1.5m/sB．拉力F做功为750JC．该滑轮组的机械效率是60%D．拉力F的功率是150W9.用如图所示的滑轮组拉动物体，已知物体质量为40kg，与地面的摩擦力为其重力的0.2倍。10s内物体被拉动了10m，动滑轮重20N。（不计绳重和滑轮间的摩擦）下列说法中正确的是（）A．自由端的拉力F为100NB．滑轮组所做的有用功为4000JC．拉力的功率为150WD．滑轮组的机械效率为80%10.当你用桶从井中提水时，你对桶做的功是_____；如果桶掉进井里，从井捞桶时，桶里带着一些水，这时你对桶做的功是______，对水做的功是________（以上三空均选填“总功”､“额外功”或“有用功”）。当你提着水桶在水平地面上匀速前进，你对物体做功为_______J，理由是：___________。11.用如图所示的装置匀速提升40N的重物，所用的拉力为25N，若不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率是_______%，若用此滑轮组提升重为90N的重物，则滑轮组的机械效率是_______%。12.用六个相同的滑轮和绳子组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，分别将不同的物体G1和G2匀速提升相同高度，绳端所需的拉力F1∶F2=1∶2，G1∶G2=2∶3不计摩擦、绳和木板的重。则绳端拉力F做的功之比为W1∶W2=___________，滑轮组的机械效率之比η1：η2=_________。13.小明在测量滑轮组机械效率的实验中，所用装置如图所示，实验中每个钩码重2N，测得的数据如表：物理量实验次数钩码总重G/N钩码上升的高度h/m测力计示数F/N测力计移动距离s/m机械效率η140.11.80.3260.12.40.383%340.11.40.557%440.21.41.057%（1）第1次实验测得的机械效率为_______，（结果保留两位小数）若不计绳重与摩擦，动滑轮重为_____N；（2）分析第1、2次实验数据可知：使用同一滑轮组可以通过_______来提高滑轮组的机械效率；分析第1、3次实验数据可知：使用不同的滑轮组，提升相同的重物，动滑轮个数越多（即动滑轮总重越重），滑轮组的机械效率_______；（3）分析第3、4次实验数据可知，滑轮组的机械效率与物体被提升的高度_______。14.如图所示，在40N的水平拉力F作