初中物理人教版八年级下册12.3 机械效率教课ppt课件

这是一份初中物理人教版八年级下册12.3 机械效率教课ppt课件，共60页。
知识点一    有用功和额外功
说明　使用杠杆、滑轮组、斜面三种机械做功的比较,如图12-3-1所示。  
  图12-3-1
拓展　大量实验证明,使用任何机械都不省功,这个结论在物理学中被称为 “功的原理”。
例1    (2019河南信阳模拟)甲同学用水桶从井里提水,乙同学用绳把掉在井 中的桶捞上来,水桶里带了一些水,关于两同学做有用功、额外功的说法正 确的是 (　　)A.甲提水桶做的功都是有用功B.乙提水桶做的功都是有用功C.甲提水桶对桶做的功是额外功D.乙提水桶对桶做的功是额外功
解析　甲的目的是提水,因此对水做的是有用功,对水桶做的是额外功;乙 的目的是提水桶,因此对水桶做的是有用功,对水做的是额外功,因此答案 为C。
知识点二    机械效率
1.定义:有用功跟总功的比值叫机械效率。
3.物理意义:机械效率的高低反映了使用机械时有用功在总功中所占的比 例大小,机械效率越高可以反映出机械性能越优。
4.实验:测量滑轮组的机械效率
说明　物体在做功时总会不可避免地做一些额外功,如克服摩擦力和机械 自身重力所做的功等,所以机械效率总小于1。
例2    下列有关起重机提升货物时机械效率的说法,正 确的是 (　　)A.有用功越多,机械效率越高B.同一起重机提起的货物越重,机械效率越高C.额外功越少,机械效率越高D.同一起重机提起同一货物越快,机械效率越高
解析　机械效率是指有用功与总功之比,与做功快慢无关。总功不确定,有 用功越多或额外功越少,机械效率不一定越高,所以A、C、D错。
答案    B　　　　　　　　　　　　　　　　　    
题型一    机械效率的实验探究例1    某同学“测量滑轮组的机械效率”的实验装置 如图12-3-2所示。实验时把重7.2 N的物体吊在滑轮上,向上缓慢拉动弹簧测力计,测出物体 上升高度和绳端移动距离分别为0.1 m和0.3 m。图示弹簧测力计示数为 　　　    N,滑轮组机械效率为　　　    %。如果用此滑轮组提升另一重 为10 N的物体,它的机械效率　　　    (填“变大”、“变小”或“不 变”)。(不计绳重和摩擦) 图12-3-2
解析　由图可知:弹簧测力计的分度值为0.5 N,示数为3 N,承担物重的绳子 段数为3。滑轮组的机械效率为:η= = = =80%;不计绳重和摩擦,滑轮组的机械效率η= = = = ,由公式可知,物体重力变大,滑轮组的机械效率将变大。
点拨　解答此类问题,可从以下几个方面入手:(1)分析滑轮组的绕绳情况, 明确承担物重的绳子段数;(2)分析清楚有用功、额外功和总功,利用公式W 总=Fs、W总=W有+W额和η= 等进行计算;(3)明白影响滑轮组机械效率的因素有物重、动滑轮重、绳重和摩擦。
题型二    机械效率的相关计算例2    (2018辽宁沈阳期末)某施工现场用小型载重汽车向高处工地运送砂 石,将质量为5 000 kg的砂石从坡底运送到10 m高的坡顶,用时20 s。汽车 的输出功率是100 kW。(g取10 N/kg)求:(1)汽车运送砂石所做的有用功;(2)汽车运送砂石的效率。
解析　(1)砂石的重力G=mg=5 000 kg×10 N/kg=5×104 N,汽车运送砂石所 做的有用功W有=Gs=5×104 N×10 m=5×105 J。(2)汽车所做的总功W总=Pt=100×103 W×20 s=2×106 J,汽车运送砂石的效率η = = ×100%=25%。
答案　(1)5×105 J　(2)25%
例3    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,如图12-3-3所示,工人用3 m长的斜面,把120 kg的重 物提高1 m,假设斜面很光滑,则需要施加的推力为　　　    ,若实际用力为 500 N,斜面的机械效率为　　　    ,重物受到的摩擦力为　　　    。(g取10 N/kg)  图12-3-3
解析　斜面很光滑,故利用功的原理得,人做的有用功等于用斜面所做的总 功:W有=Gh=mgh=120 kg×10 N/kg×1 m=1 200 JFs=1 200 J,解得:F= =400 N若实际用力为500 N,人所做的总功:W总=F's=500 N×3 m=1 500 J斜面的机械效率:η= = =80%W总=W有+W额,即F's=Gh+fs,所以f= = =100 N
答案　400 N　80%　100 N
点拨　解答此类问题的关键有两个:①对于理想斜面(不计摩擦),W有=W总,η =100%,实际生活中机械的效率不可能为100%;对于非理想斜面(考虑摩 擦),W有GA+GB=0.144 N;所以A、B整体处于漂浮状 态,由于F浮B=ρ水gVB=1×103 kg/m3 ×10 N/kg×(0.02 m)3=0.08 NGB,滑轮组的机械 效率η甲GB,因此W有用甲>W有用乙,B选项错误;由于W有用甲>W有用乙,η甲W总乙,由于时间相同,故P总甲>P总乙,C选项错误。
2.(2018安徽模拟)用相同的定滑轮和动滑轮组成甲、乙两个滑轮组,如图1 2-3-4所示,用它们来提升同一重为G=100 N的物体,动滑轮重G动=10 N,甲滑 轮组将重物提高1 m,乙滑轮组将重物提高2 m,在不计绳重和摩擦的条件 下,下列说法正确的是 (　　) 图12-3-4
A.甲滑轮组拉力大,机械效率低B.乙滑轮组省力,所以它的机械效率高C.拉力F1所做的功为110 JD.拉力F2大小为50 N
答案    C　由图知,甲滑轮组有两段绳子承担物重,不计绳重和摩擦,则F1=  (G+G动);乙滑轮组有三段绳子承担物重,不计绳重和摩擦,则F2= (G+G动);提升同一重物且动滑轮重力相同,所以F2”、 “F乙,C选项错误;使用甲滑轮组时,绳端移动的距离为s甲=2×1 m=2 m,拉力做的功为W甲=F甲s甲=30 N×2 m=60 J,使用乙滑轮组 时,绳端移动的距离为s乙=3×1 m=3 m,拉力做的功为W乙=F乙s乙=20 N×3 m=6 0 J,由于时间相同,故F甲做功的功率等于F乙做功的功率,D选项错误。
2.(2017山东淄博桓台一模,6,★★☆)(多选)一位建筑工人要把建筑材料运 送到楼上,他使用了如图12-3-8所示的装置进行升降,已知吊篮的质量为m1, 建筑材料的质量为m2,人对绳子的拉力为F,吊篮在拉力的作用下匀速上升 了h,不计绳重和摩擦。下列表述正确的是 (　　) 图12-3-8A.有用功为m2gh,滑轮组的机械效率为 B.有用功为m2gh,动滑轮重为2F-(m1+m2)gC.有用功为(m1+m2)g,滑轮组的机械效率为 
D.额外功为(2F-m2g)h,绳子移动的距离为2h
答案    BD　有用功W有=Gh=m2gh,总功W总=Fs=F×2h=2Fh,滑轮组的机械效 率为 = = ,不计绳重和摩擦,则动滑轮重为2F-(m1+m2)g,额外功为(2F-m2g)h,绳子移动的距离为s=2h。故选B、D。
3.(2018山东济宁曲阜一模,15,★★☆)小代用如图12-3-9所示的滑轮组将 重为640 N的物体匀速提升了2 m,用时40 s,此过程中滑轮组机械效率为8 0%,不考虑绳重及摩擦,则绳端的拉力是　　　    N,拉力做功的功率是     　　    W。 图12-3-9
解析　有用功W有=Gh=640 N×2 m=1 280 J,由η= 得,总功W总= = =1 600 J;由图知,n=2,绳端移动距离s=2h=2×2 m=4 m,由W总=Fs得,拉力F=  = =400 N;拉力做功的功率P= = =40 W。
4.(2019湖北随州模拟,15,★☆☆)在探究影响滑轮组机械效率的因素的实 验中,小明用同一滑轮组进行了三次实验,实验数据如下表:(8分) 图12-3-10
(1)请你根据表格上的数据画出滑轮组的绕线。(2)第三次弹簧测力计的示数如图12-3-10乙为　　　    ,机械效率为　     　    ,该实验是探究滑轮组的机械效率与　　　    的关系。
解析　(1)绳端移动的距离与物体上升的高度的比为3,因此承担物重的线 的有效段数为3。(2)图乙中弹簧测力计的分度值是0.2 N,示数为1.8 N;机 械效率η= = = ×100%=74.1%;由表中数据可知,滑轮组结构不变,只改变物体的重力,此实验的目的是探究滑轮组的机械效率与物重的 关系。
答案　(1)如图所示　(2)1.8 N　74.1%　物重 
5.(2017江西宜春丰城期末,22,★★☆)如图12-3-11甲所示,物体A重16 N,置 于水平桌面上,在拉力F的作用下,5 s内沿直线匀速运动了0.5 m。如图乙是 拉力F做的功随时间变化的图象。物体A在水平桌面上运动时受到的摩擦 阻力 f 为物重G的 0.2。求:(8分) 
图12-3-11(1)5 s内拉力F对物体A做的有用功。(4分)(2)滑轮组的机械效率η。(4分)
解析　(1)因物体A在水平桌面上匀速运动时处于平衡状态,受到的拉力和 摩擦力是一对平衡力,所以,物体A所受拉力:FA=f=0.2G=0.2×16 N=3.2 N,5 s 内拉力F对物体A做的有用功:W有=FAs=3.2 N×0.5 m=1.6 J;(2)由图乙可知,5 s内拉力F做的总功W=2.5 J,则滑轮组的机械效率:η= = =64%。
答案　(1)1.6 J　(2)64%
1.(2018江苏无锡江阴模拟,10,★★☆)小明用如图所示的甲、乙两个滑轮 组,分别在相同时间内将同一重物匀速提升相同高度,每个滑轮的重均相 等,不计绳重及摩擦。针对这一现象,小明得出了4个结论:①F1做的功等于 F2做的功;②甲滑轮组的机械效率等于乙滑轮组的机械效率;③使用乙滑轮 组比甲滑轮组更加省力;④F1做功的功率等于F2做功的功率。其中正确的 为 (　　) 
A.①②③　    B.②③④C.①③④　    D.①②③④
答案    D    由图知,n1=2,n2=3;不计绳重及摩擦,则拉力做的功分别为:W1=F1 s1= (G物+G动)×2h=(G物+G动)h,W2=F2s2= (G物+G动)×3h=(G物+G动)h,则W1=W2,故①正确;动滑轮重相同,提升的物体重和高度均相同,不计绳重及摩擦,则 W额=G动h,W有=G物h,所以,利用滑轮组做的有用功相同、额外功相同,总功相 同;由η= 可知,两滑轮组的机械效率相同,故②正确;不计绳重及摩擦,拉力F= (G物+G动),n1=2,n2=3,绳端拉力分别为:F1= (G物+G动),F2= (G物+G动),所以F1>F2,即使用乙滑轮组比甲滑轮组更加省力,故③正确;因为W1=W2,且做 功时间相同,由P= 可知,拉力做功的功率相同,故④正确。综上分析,①②③④说法都正确。
2.(2019江苏泰州姜堰一模,12,★★★)小明用如图所示的装置探究杠杆的 机械效率,他将两个钩码悬挂在B点,在A点用弹簧测力计保持竖直方向拉 动杠杆,使其绕O点缓慢转动,带动钩码上升一定的高度h(不计摩擦) (    　) A.在杠杆转动过程中,弹簧测力计的示数会变小B.仅将拉力的作用点从A点移到C点,杠杆的机械效率不变C.仅增加钩码的个数,拉力所做的额外功增大D.仅将钩码的悬挂点从B点移到C点,拉力做的总功变大
答案    B　若弹簧测力计拉力方向一直竖直向上拉动,阻力不变,动力臂减 小,阻力臂变小,由几何知识可得,动力臂与阻力臂的比值不变,因为阻力不 变,根据杠杆的平衡条件知,弹簧测力计的示数应该不变,故A错误;仅将拉 力的作用点从A点移到C点,动力臂减小,动力增大,但阻力和阻力臂不变,根 据杠杆的平衡条件知,F1L1不变,杠杆的机械效率不变,故B正确;克服杠杆重 力做的功为额外功,仅增加钩码的个数,杠杆重力和杠杆上升的高度不变, 拉力所做的额外功不变,故C错误;钩码的悬挂点在B点时,由杠杆的平衡条 件得F1·OA=G·OB;悬挂点移至C点时,由杠杆的平衡条件得F2·OA=G·OC;从 图中可以看出,由OB到OC力臂变大,所以弹簧测力计的示数变大,有用功不 变,但杠杆提升的高度减小,额外功减小,又因为总功等于额外功与有用功 之和,因此此次弹簧测力计做的功将小于第一次做的功,即仅将钩码的悬挂 点从B点移到C点,拉力做的总功变小,故D错误。
3.(2017山东菏泽定陶期末,15,★★☆)某高山顶峰要设一个旅游景点,需要 开挖盘山公路,要求盘山公路对车的总阻力是车重的0.1,机械效率是50%, 若山高2 000 m,则要开挖长　　　    m的盘山公路。
解析　设车的重力为G,盘山公路的长度为s,则车上坡时做的有用功:W有=Gh,牵引力克服总阻力做的额外功:W额=fs=0.1G·s,牵引力做的总功:W总=W有+W额=Gh+0.1G·s,盘山公路的机械效率:η= = = = =50%,解得:s=2×104 m。
4.(2019四川绵阳二模,19,★★☆)某小组同学在探究滑轮组的机械效率与 哪些因素有关时,提出了一些猜想并对猜想进行验证。 (1)如果影响机械效率的因素有A、B、C三个,要研究机械效率与B因素的 关系,需要先控制　　　    因素不变,而改变B因素,从而进行研究。
(2)下面是同学提出的两个猜想:猜想A:两个相同滑轮组成的滑轮组,其机械效率与滑轮组细线的绕法有关;猜想B:两个相同滑轮组成的滑轮组,其机械效率与滑轮组提升的物重有 关。为了验证上述猜想是否正确,同学们准备分别按图1、图2、图3和图4进行 实验。验证猜想A的小组应按图　　　    所示进行实验,若实验测得两滑轮组的 机械效率大小相等,则可初步判断猜想A是　　　    (正确/错误)的。验证猜想B的小组应按图　　　    所示进行实验,若实验测得两滑轮组的 机械效率大小　　　    (相等/不相等),则可初步判断猜想B是正确的;(3)实验过程中测量拉力时弹簧测力计还应沿　　　    方向做匀速直线运 动。
答案　(1)A、C　(2)1、3或2、4　错误　1、2或3、4　不相等　(3)竖直解析　(1)要研究其与B因素的关系,就要控制其他因素即A、C不变,改 变B。(2)要探究滑轮组的机械效率与滑轮组细线的绕法是否有关,需要保 持除滑轮数目、规格相同外,还要提起相同的物重,所以选择的是图1、3或 图2、4;若实验测得两个滑轮组的机械效率大小相等,说明机械效率与绕线 方法无关,可初步判断猜想A是错误的;要探究滑轮组的机械效率与滑轮组 提升的物重是否有关,需要保持除滑轮数目、规格相同外,还要保持绕线方 法相同,所以选择的是图1、2或3、4;若实验测得两滑轮组的机械效率大小 不相等,说明机械效率与物重有关,可初步判断猜想B是正确的。(3)在实验 中,弹簧测力计应沿竖直方向做匀速运动。
5.(2018四川资阳雁江模拟,16,★★☆)用如图甲所示的滑轮组提升物体M, 已知被提升的物体M重为760 N,卷扬机加在绳子自由端的拉力F将物体M 以0.5 m/s的速度匀速提升到5 m的高度。拉力做的功W随时间t的变化图 象如图乙所示,不计绳重和摩擦。求: 
(1)滑轮组提升重物所做的有用功W有;(2)滑轮组提升重物的机械效率η;(3)动滑轮的重力G动。
解析　(1)滑轮组提升重物所做的有用功:W有=Gh=760 N×5 m=3 800 J;(2)将物体以0.5 m/s的速度匀速提升到5 m的高度,由v= 可知,运动的时间:t= = =10 s,由图乙可知,该过程中拉力做的总功是4 000 J,所以滑轮组提升重物的机械效率:η= = =95%;(3)由图甲知承担物重的绳子段数n=2,所以绳子自由端移动的距离:s=2h=2 ×5 m=10 m,由W总=Fs可得拉力:F= = =400 N,不计绳重和摩擦,由F= (G+G动)可得,动滑轮的重力:G动=2F-G=2×400 N-760 N=40 N。
答案　(1)3 800 J　(2)95%　(3)40 N
1.(2018湖南邵阳中考,5,★★☆)如图12-3-12所示,某同学使用动滑轮把600 N的重物匀速提升了3 m,所用的拉力是400 N。下列说法正确的是 (    　) 图12-3-12A.机械效率是80%　    B.有用功是1 800 JC.额外功是300 J　　D.总功是2 100 J
答案    B    有用功W有=Gh=600 N×3 m=1 800 J,B正确;绳端移动的距离:s=2 h=2×3 m=6 m,总功W总=Fs=400 N×6 m=2 400 J,D错误;额外功W额=W总-W有= 2 400 J-1 800 J=600 J,C错;机械效率:η= = =75%,A错。
2.(2017广东广州中考,12,★★☆)图12-3-13甲中力F1水平拉动重为G的物 体A在水平路面匀速移动了s。改用滑轮组拉动A在同一路面匀速移动了s, 拉力为F2(如图乙)。此过程滑轮组 (　　) 甲　　　　　　　　　　　　　乙　　     图12-3-13A.总功为F2s　    B.额外功为F1sC.机械效率为 　    D.额外功为3F2s-F1s
答案    D　滑轮组的有用功W有=F1s,总功W总=3F2s,额外功W额=W总-W有=3F2s -F1s,机械效率η= = ,故选D。
3.(2019宁夏中考,12,★☆☆)如图12-3-14所示,用滑轮组将重为400 N的物 体匀速提升了1 m。已知拉力F为250 N,则提升重物的过程中,滑轮组的机 械效率是　　　    。请写出一种提高此滑轮组机械效率的方法　　　     　　　　　　　　　     图12-3-14
解析　滑轮组的机械效率W有用=Gh=400 N×1 m=400 J,W总=2Fh=2×250 N×1 m=500 J,η= = =80%;要提高此滑轮组机械效率,可采用的方法如下:方法一、减轻动滑轮的质量、加润滑油来减小摩擦,可以减少额外功,在有 用功一定时,减小总功,使得有用功和总功的比值增大,机械效率增大;方法二、增加提升物体的重力,在额外功不变的情况下,使得有用功和总功 的比值增大,机械效率增大。
答案　80%　减轻动滑轮的质量(或加润滑油来减小摩擦或增加提升物体 的重力)
4.(2018山东泰安中考,22,★★☆)图12-3-15甲是某学习小组“测量滑轮组 的机械效率”的示意图。用弹簧测力计竖直向上拉动绳子自由端,将重为 4.5 N的物体从A位置提升到A'位置,同时弹簧测力计从图中的B位置上升到 B'位置,在这个过程中,弹簧测力计的示数如图乙所示。请你根据他们做的 实验完成下列问题:(1)物体提升的高度是　　　    cm,拉力是　　　    N,该滑轮组的机械效 率η=　　　    ;(2)若在图甲装置的基础上,增加一个动滑轮,改为图丙所示的装置,提升同 一物体,则滑轮组的机械效率　　    (选填“变大”、“变小”或“不 变”)。
  图12-3-15
解析　(1)弹簧测力计从B位置匀速上升到B'位置,测力计上升的高度为:s=1 5.0 cm;物体从A位置上升到A'位置,物体提升的高度h=5.0 cm;由图乙可知, 测力计的示数为2 N;该滑轮组的机械效率:η= = = =75%;(2)若在图甲装置的基础上,增加一个动滑轮,提升同一物体到相同高度,有 用功不变,克服动滑轮重力所做的额外功变大,故机械效率变小。
答案　(1)5.0　2　75%　(2)变小
5.(2019湖北襄阳中考,25,★☆☆)工人师傅用如图12-3-16所示的滑轮组将 重为600 N的货物匀速提升了2 m,做了1 500 J的功。求: 图12-3-16(1)滑轮组的机械效率;(2)当他用400 N的拉力匀速提升其他货物时,额外功占总功的15%,求提升 货物的重。
解析　(1)W有用=Gh=600 N×2 m=1 200 J,η= = ×100%=80%;(2)当他用400 N的拉力匀速提升其他货物时,额外功占总功的15%,则有用 功占总功的85%,即η'=85%,由图知,n=3,滑轮组的机械效率η'= = = = ,因此G'=3η'F=3×85%×400 N=1 020 N。
答案　(1)80%　(2)1 020 N
1.(2018江苏无锡中考,9,★★☆)用如图所示的滑轮组匀速提升200 N的重 物G,竖直向上的拉力F为100 N,重物被提升1 m,不计绳重和摩擦,下列说法 正确的是 (　　)A.额外功是100 JB.动滑轮的重力为50 NC.拉力做的总功是200 JD.绳子末端移动的距离是2 m
答案    A    s绳=3h=3×1 m=3 m,故D错误;W总=Fs绳=100 N×3 m=300 J,故C错 误;W有用=Gh=200 N×1 m=200 J,W额外=W总-W有用=300 J-200 J=100 J,故A正确; G动= = =100 N,故B错误。
2.(2019内蒙古通辽中考,11,★☆☆)如图所示,利用滑轮组在2 s内将重400 N的物体匀速提升了1 m,所用拉力F为150 N。不计绳重和摩擦,下列说法 正确的是 (　　)  A.绳子自由端移动的速度为2 m/sB.动滑轮的总重为100 NC.滑轮组的机械效率为83.3%D.提升更重的物体,滑轮组的机械效率会变小
答案    A　由图可知,n=4,因此v绳=4v物= = =2 m/s,A选项正确;不计绳重和摩擦,F= ,可得2G轮=200 N,B选项错误;不计绳重和摩擦,动滑轮的机械效率η= ×100%≈66.7%,C选项错误;若用该滑轮组提升更重的物体,额外功不变,有用功增加,有用功在总功中所占的比例增加, 机械效率会变大,D选项错误。故答案为A。
3.(2017四川广元中考,15,★★☆)用如图所示的滑轮组在5 s内将重G=240 N的物体匀速向上提起3 m,拉力F=150 N,这个滑轮组的机械效率是　　         。如果忽略绳重和摩擦,动滑轮自重为　    N。 
解析　所做的有用功为:W有=Gh=240 N×3 m=720 J;由图可知n=2,则绳子自由端通过的距离:s=2h=2×3 m=6 m;所做的总功为:W总=Fs=150 N×6 m=900 J;这个滑轮组的机械效率:η= = =80%;忽略绳重和摩擦,则绳端的拉力F= (G+G动),所以G动=2F-G=2×150 N-240 N=60 N。
4.(2018山东德州中考,23,★★☆)测量滑轮组的机械效率:
解析　分析表中数据可知,实验1是用图甲做的实验,实验2是用图乙做的实 验,实验3是用图丙做的实验;实验3中的机械效率η= = = =80%;1、2两次实验使用的滑轮组相同,实验1中钩码重为4 N,机械效率为74%, 实验2中钩码重为8 N,机械效率为86%,比较1、2两次实验,可以得出结论: 同一滑轮组提升重物时,物重越大,滑轮组的机械效率越高。通过比较2、3 两次实验数据可得出结论:使用不同的滑轮组提升相同的重物时,动滑轮越 重,滑轮组的机械效率越低;不能在弹簧测力计静止时读数,该同学的想法是不正确的,因为他没有考虑 到摩擦力对滑轮组机械效率的影响。
答案　乙　80%　1、2　越低　不正确　摩擦力
5.(2018江苏南通中考,15,★★☆)小华用图示装置探究滑轮组的机械效率, 实验数据记录如下: 
(1)实验中应竖直向上　　　    拉动弹簧测力计,绳端移动距离为　　    m。(2)第3次实验的机械效率为　　　    %。(3)分析数据可知,提高同一滑轮组的机械效率,可以采取的措施是　　        ;小华所用动滑轮的重一定小于　　　    N。
解析　(1)实验中应该匀速竖直向上拉动弹簧测力计,以保证拉力大小恒 定;由图可知n=3,因此绳端移动距离s=3h=3×0.10 m=0.3 m;(2)η= = = ×100%=80%;(3)根据三次实验记录可得,提高同一滑轮组的机械效率,可以采取的措施是增加物重;当物体越重时,对滑轮的压力越大,摩擦 力越大,所以第一次实验受摩擦力的影响最小,若不考虑摩擦,此时滑轮的 重力为:G动=nF-G物=3×1 N-2 N=1 N。
答案　(1)匀速　0.3　(2)80　(3)增加物重　1
6.[2018山东青岛中考,17(3),★★☆]工人利用如图所示的滑轮组匀速提升 重600 N的货物,绳子自由端被竖直拉上6 m,额外功为300 J。求滑轮组的 机械效率。 
解析    由题图知,n=3,由s=nh可得,货物被提升的高度h= = =2 m,则所做的有用功W有用=Gh=600 N×2 m=1 200 J;拉力所做的总功W总=W有用+W额外=1 2 00 J+300 J=1 500 J;则滑轮组的机械效率η= = =80%。
1.(2017黑龙江鹤岗绥滨中学模拟)如图12-3-17所示两小儿之辩,关于机械 省力、省功以及机械效率的辩论,你支持哪一方的说法?不支持另外一方 的原因是什么? 
图12-3-17
答案　支持乙的说法。原因:(1)使用任何机械都不能省功;(2)使用机械要多做额外功,效率更低。 甲的说法是错误的,不支持甲。
解析　正确解答本题需要从题干中获取有效信息,对物理观念、科学思 维、科学探究等素养进行了综合考查。使用任何机械都不能省功,同时因 为要多做一些额外功,使用机械比直接做功时,机械效率会更低一些。
2.(独家原创试题)小红同学从电视中看到货物是通过斜面传送带运上飞机 的。她想:斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关,那么“斜面的机械效率 与斜面的粗糙程度”是否有关呢?小红决定通过实验进行探究,她到学校 实验室找来了量程足够大的弹簧测力计、米尺、长木板、木块A和各侧 面粗糙程度相同带有挂钩的长方体木块B。接下来请你帮她一起完成实 验: 
(1)请根据你所学的知识猜想斜面的机械效率与斜面的粗糙程度有何关 系?　　　　　　　　　　　　　　　　　　    。说出你做出该猜想的理由        。(2)设计实验验证你的猜想,还需要增加　　　　    (填一器材名称)。(3)请简要写出你的实验方法。
答案　(1)斜面越粗糙,机械效率越低(或斜面越光滑,机械效率越高)　因为 将同一物体提升到同一高度时有用功相同,斜面越粗糙(或光滑),摩擦力越 大(或小),额外功越多(或少),所以机械效率越低(或高)　(2)长毛巾(报纸或 玻璃等能改变粗糙程度的物体均可)　(3)实验方法:用木块A将长木板一端 垫高做成一个斜面,用米尺量出斜面的高h、长L,然后用弹簧测力计测出 木块B的重G;用弹簧测力计沿平行于长木板的方向将木块B匀速地拉到长 木板的顶端,记下弹簧测力计的示数F1,再用同样的方法将木块B沿铺有长 毛巾(报纸或玻璃等能改变粗糙程度的物体)的斜面拉到顶端,记下弹簧测 力计的示数F2;由公式η= = 算出两次的机械效率后做出比较。
解析　本题从生活中常见的现象为切入点,进而转化成物理模型进行探究, 体现了“从生活走向物理,从物理走向生活”的理念,考查了物理观念、科 学思维、科学探究能力等素养。 解析内容详见答案。
1.(2017北京石景山二模)实验桌上有带横杆的铁架台、刻度尺、弹簧测力 计、细绳,另外还有钩码一盒,质量不等的滑轮3个,滑轮与轴之间的摩擦很 小,可忽略不计。请选用上述实验器材证明:动滑轮越重,动滑轮的机械效 率越低。(1)写出实验步骤;(2)画出实验数据记录表格。
答案　(1)实验步骤:①用调好的弹簧测力计分别测出一个钩码、一个动滑轮所受的重力,分别 用G、G动表示。如图所示组装实验器材,用弹簧测力计竖直向上匀速拉绳 子自由端,绳子自由端所受拉力用F表示,绳子自由端移动的距离用s表示, 钩码上升的高度用h表示。用弹簧测力计测出F大小,用刻度尺分别测 出s、h。并把测量数据记录在表格中。 ②用弹簧测力计分别测出另外两个动滑轮所受重力,保证所挂钩码不变且 提升高度不变,再做两次实验,每次实验均更换动滑轮,仿照步骤①分别测
量对应的F、s、h,并把测量数据记录在表格中。③利用公式η= = 计算动滑轮的机械效率η,并将η值记录在表格中。(2)实验数据记录表:
解析　本题主要考查了制订方案的科学探究能力。要证明动滑轮的机械 效率与动滑轮的重力有关,需要控制所提升物体重力相同,上升的高度相 同,改变动滑轮的重力,然后计算出每一次的机械效率的大小,进行比较得 出实验结论。
2.(2018青海模拟)用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率。实验时, 竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升。 (1)实验中,将杠杆拉至图中虚线位置,测力计的示数F(如图)为　　　    N, 钩码总重 G为1.0 N,钩码上升高度h为0.1 m,测力计沿竖直方向移动的距离
s为 0.3 m,则杠杆的机械效率为　　　    %。请写出使用该杠杆做额外功 的一个原因:　　　　　　　　　　　　　　　　　　    。(2)为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关,一位同学用该实验装 置,先后将钩码挂在A、B两点,测量并计算得到如表所示的两组数据:
根据表中数据,能否得出“杠杆的机械效率与所挂钩码的重量有关,钩码越 重其效率越高”的结论?答:　　　    。请简要说出两条理由:①     ;②     。