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初中物理中考复习 第17课时 机械效率课件PPT
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这是一份初中物理中考复习 第17课时 机械效率课件PPT，共33页。PPT课件主要包含了考点一机械效率，重难探究逐个击破，W有+W额，小于1，教材梳理夯实基础，图17-1，图17-2，图17-3，图17-4，图17-5等内容，欢迎下载使用。
考点二 机械效率的测量
【点拨】(1)利用滑轮组提升重物时,在不考虑绳重和摩擦的情况下,产生额外功的原因是需要克服动滑轮的自重做功,即W额=G动h,滑轮组的机械效率最终可表示为η= 。(2)利用定滑轮、动滑轮和滑轮组提升相同重物、上升相同高度时,机械效率关系为η定>η动>η组。(每个滑轮重均相同)(3)利用斜面提升重物,克服摩擦所做的功为额外功,即W额=fs。(可用于求斜面上的摩擦力)
1. [2018·广东] 如图17-1是建筑工地上的起重机示意图,起重机的电动机功率为3×103 W,当它把质量为1 t的重物匀速提起24 m时,用时100 s。(g取10 N/kg)(1)在这段时间内起重机提起重物做功的功率是多少?机械效率是多少?
探究一 杠杆机械效率的计算
1. [2018·广东] 如图17-1是建筑工地上的起重机示意图,起重机的电动机功率为3×103 W,当它把质量为1 t的重物匀速提起24 m时,用时100 s。(g取10 N/kg)(2)若起重机AB长为20 m,吊起重物时B端的配重质量为4 t,为使起重机不翻倒,则OB长为多少?(不计摩擦和起重机自重)
解：根据杠杆平衡条件,有FA·OA=FB·OB,即mAg·OA=mBg·OB①,OA+OB=AB=20 m②,①②联立,代入数据解得,OB=4 m。
2.用四个完全相同的滑轮,组装成两套滑轮组,如图17-2所示,用它们匀速提升同一物体时,其拉力分别为F1、F2,滑轮组的机械效率分别为η1、η2,不计绳重和摩擦,下列选项正确的是( )A.F1>F2,η1>η2B.F1=F2,η1=η2C.F1η2D.F1
3.如图17-3所示,用300 N的力F将重为500 N的物体在10 s内匀速提升2 m,不计绳重和摩擦,在此过程中( )A.绳子自由端移动的距离为6 mB.动滑轮重100 NC.拉力做功的功率为100 WD.滑轮组的机械效率为60%
4. [2018·内江] 用如图17-4甲所示的滑轮组运送货物上楼,每件货物重100 N,每次运送的件数不定。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3件货物时,绳子的拉力F是 N。(不考虑绳重和摩擦)
[答案]100 200
5.建筑工人用如图17-5所示的滑轮组,在4 s内将重为1500 N的物体A沿水平方向匀速移动了2 m,所用的拉力大小为375 N,物体受到水平地面的摩擦力为物重的0.4倍。在此过程中下列说法正确的是( )A.绳子自由端沿水平方向移动了6 mB.物体受到的拉力为750 NC.拉力F的功率为750 WD.滑轮组的机械效率为80%
6.如图17-6所示是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置图。已知井深10 m,物体重G=4×103 N,汽车重G车=3×104 N,汽车匀速拉绳子时的拉力F=2×103 N,汽车受到的阻力为车重的0.05倍。(1)若汽车运动的速度为1.2 m/s,则将物体由井底拉至井口,需要多长时间?(2)滑轮组的机械效率为多少?(结果保留三位有效数字)(3)汽车的牵引力为多大?(4)将物体从井底拉至井口,汽车牵引力做的功是多少?
6.如图17-6所示是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置图。已知井深10 m,物体重G=4×103 N,汽车重G车=3×104 N,汽车匀速拉绳子时的拉力F=2×103 N,汽车受到的阻力为车重的0.05倍。(1)若汽车运动的速度为1.2 m/s,则将物体由井底拉至井口,需要多长时间?
6.如图17-6所示是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置图。已知井深10 m,物体重G=4×103 N,汽车重G车=3×104 N,汽车匀速拉绳子时的拉力F=2×103 N,汽车受到的阻力为车重的0.05倍。(2)滑轮组的机械效率为多少?(结果保留三位有效数字)
6.如图17-6所示是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置图。已知井深10 m,物体重G=4×103 N,汽车重G车=3×104 N,汽车匀速拉绳子时的拉力F=2×103 N,汽车受到的阻力为车重的0.05倍。(3)汽车的牵引力为多大?
解：(3)汽车受到的阻力f=0.05G车=0.05×3×104 N=1.5×103 N,汽车做匀速直线运动,受力平衡,水平方向上,牵引力F牵=F+f=2×103 N+1.5×103 N=3.5×103 N。
6.如图17-6所示是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置图。已知井深10 m,物体重G=4×103 N,汽车重G车=3×104 N,汽车匀速拉绳子时的拉力F=2×103 N,汽车受到的阻力为车重的0.05倍。(4)将物体从井底拉至井口,汽车牵引力做的功是多少?
解：(4)汽车牵引力做的功W=F牵s=3.5×103 N×30 m=1.05×105 J。
7.在斜面上将一个质量为5 kg的物体由底端匀速拉到顶端,如图17-7所示,沿斜面向上的拉力为40 N,斜面长2 m、高1 m。下列说法错误的是(g取10 N/kg)( )A.做的有用功是5 JB.做的额外功是30 JC.物体沿斜面匀速上升时,摩擦力等于15 ND.此斜面的机械效率为62.5%
探究三 斜面的机械效率的计算
突破 测量滑轮组的机械效率
【设计和进行实验】1.实验器材:滑轮组、铁架台、细绳、弹簧测力计、刻度尺、钩码。2.滑轮组绕线:由n=s/h确定承担对动滑轮及物体拉力的绳子段数,用奇动偶定法确定绕线方式。3.实验中注意绳子的自由端若最终与动滑轮相绕,则需要匀速、竖直向上拉动物体。
【数据处理和分析】4.设计实验数据记录表格(如下表所示),分析表格数据,可计算出有用功、额外功、总功,及滑轮组机械效率η= 。
5.实验结论:同一滑轮组,提升物体越重,机械效率越高;不同滑轮组提升同一重物,动滑轮越轻(个数少或质量小),机械效率越高。滑轮组的机械效率与提升物体的高度和速度,绳子的段数,省、费力情况均无关。
【交流、反思与评估】6.影响滑轮组机械效率的因素:①提升物体的重力;②动滑轮的重力;③绳重、摩擦。7.提高滑轮组机械效率的方法:①增加提升物体的重力;②减小动滑轮的重力;③减小绳重和摩擦等。
(1)该组同学准备了下列器材:钩码、天平、滑轮组、细绳、弹簧测力计和刻度尺,其中多余的器材是 。
例 在“测量滑轮组的机械效率”的实验中,某组同学用相同的滑轮安装了如图17-9甲、乙所示的滑轮组,实验测得的数据如下表所示,回答下列问题:
(2)上表中实验数据是用图 所示的滑轮组测得的。实验中应沿竖直方向 拉动弹簧测力计,使物体缓缓上升。小组同学提出实验过程中边拉动边读数,弹簧测力计的示数不稳定,应该静止读数,你认为他的想法 (选填“正确”或“不正确”),因为他没考虑到 对滑轮组机械效率的影响。第3次实验中应补充的数据是 。根据第1次实验中的数据,若不计绳重和摩擦,要使滑轮组达到省力的效果,则提升物体的重力不得小于 N。
(3)分析表中的数据可知:随着物重的增加,额外功 (选填“变大”“变小”或“不变”),原因是 。
物重增加,绳和滑轮间的压力变大,摩擦力就变大
(4)根据以上实验数据可以得出如下结论:同一滑轮组的机械效率主要与 __有关。通过分析表格中的数据,小组同学得到了提升滑轮组机械效率的方法。汽车作为一种“机械”,提升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 的原理与本实验结论是相同的。 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。
(5)小明发现绳端移动的距离始终与钩码提升高度成倍数关系,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。
考点二 机械效率的测量
【点拨】(1)利用滑轮组提升重物时,在不考虑绳重和摩擦的情况下,产生额外功的原因是需要克服动滑轮的自重做功,即W额=G动h,滑轮组的机械效率最终可表示为η= 。(2)利用定滑轮、动滑轮和滑轮组提升相同重物、上升相同高度时,机械效率关系为η定>η动>η组。(每个滑轮重均相同)(3)利用斜面提升重物,克服摩擦所做的功为额外功,即W额=fs。(可用于求斜面上的摩擦力)
1. [2018·广东] 如图17-1是建筑工地上的起重机示意图,起重机的电动机功率为3×103 W,当它把质量为1 t的重物匀速提起24 m时,用时100 s。(g取10 N/kg)(1)在这段时间内起重机提起重物做功的功率是多少?机械效率是多少?
探究一 杠杆机械效率的计算
1. [2018·广东] 如图17-1是建筑工地上的起重机示意图,起重机的电动机功率为3×103 W,当它把质量为1 t的重物匀速提起24 m时,用时100 s。(g取10 N/kg)(2)若起重机AB长为20 m,吊起重物时B端的配重质量为4 t,为使起重机不翻倒,则OB长为多少?(不计摩擦和起重机自重)
解：根据杠杆平衡条件,有FA·OA=FB·OB,即mAg·OA=mBg·OB①,OA+OB=AB=20 m②,①②联立,代入数据解得,OB=4 m。
2.用四个完全相同的滑轮,组装成两套滑轮组,如图17-2所示,用它们匀速提升同一物体时,其拉力分别为F1、F2,滑轮组的机械效率分别为η1、η2,不计绳重和摩擦,下列选项正确的是( )A.F1>F2,η1>η2B.F1=F2,η1=η2C.F1
3.如图17-3所示,用300 N的力F将重为500 N的物体在10 s内匀速提升2 m,不计绳重和摩擦,在此过程中( )A.绳子自由端移动的距离为6 mB.动滑轮重100 NC.拉力做功的功率为100 WD.滑轮组的机械效率为60%
4. [2018·内江] 用如图17-4甲所示的滑轮组运送货物上楼,每件货物重100 N,每次运送的件数不定。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3件货物时,绳子的拉力F是 N。(不考虑绳重和摩擦)
[答案]100 200
5.建筑工人用如图17-5所示的滑轮组,在4 s内将重为1500 N的物体A沿水平方向匀速移动了2 m,所用的拉力大小为375 N,物体受到水平地面的摩擦力为物重的0.4倍。在此过程中下列说法正确的是( )A.绳子自由端沿水平方向移动了6 mB.物体受到的拉力为750 NC.拉力F的功率为750 WD.滑轮组的机械效率为80%
6.如图17-6所示是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置图。已知井深10 m,物体重G=4×103 N,汽车重G车=3×104 N,汽车匀速拉绳子时的拉力F=2×103 N,汽车受到的阻力为车重的0.05倍。(1)若汽车运动的速度为1.2 m/s,则将物体由井底拉至井口,需要多长时间?(2)滑轮组的机械效率为多少?(结果保留三位有效数字)(3)汽车的牵引力为多大?(4)将物体从井底拉至井口,汽车牵引力做的功是多少?
6.如图17-6所示是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置图。已知井深10 m,物体重G=4×103 N,汽车重G车=3×104 N,汽车匀速拉绳子时的拉力F=2×103 N,汽车受到的阻力为车重的0.05倍。(1)若汽车运动的速度为1.2 m/s,则将物体由井底拉至井口,需要多长时间?
6.如图17-6所示是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置图。已知井深10 m,物体重G=4×103 N,汽车重G车=3×104 N,汽车匀速拉绳子时的拉力F=2×103 N,汽车受到的阻力为车重的0.05倍。(2)滑轮组的机械效率为多少?(结果保留三位有效数字)
6.如图17-6所示是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置图。已知井深10 m,物体重G=4×103 N,汽车重G车=3×104 N,汽车匀速拉绳子时的拉力F=2×103 N,汽车受到的阻力为车重的0.05倍。(3)汽车的牵引力为多大?
解：(3)汽车受到的阻力f=0.05G车=0.05×3×104 N=1.5×103 N,汽车做匀速直线运动,受力平衡,水平方向上,牵引力F牵=F+f=2×103 N+1.5×103 N=3.5×103 N。
6.如图17-6所示是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置图。已知井深10 m,物体重G=4×103 N,汽车重G车=3×104 N,汽车匀速拉绳子时的拉力F=2×103 N,汽车受到的阻力为车重的0.05倍。(4)将物体从井底拉至井口,汽车牵引力做的功是多少?
解：(4)汽车牵引力做的功W=F牵s=3.5×103 N×30 m=1.05×105 J。
7.在斜面上将一个质量为5 kg的物体由底端匀速拉到顶端,如图17-7所示,沿斜面向上的拉力为40 N,斜面长2 m、高1 m。下列说法错误的是(g取10 N/kg)( )A.做的有用功是5 JB.做的额外功是30 JC.物体沿斜面匀速上升时,摩擦力等于15 ND.此斜面的机械效率为62.5%
探究三 斜面的机械效率的计算
突破 测量滑轮组的机械效率
【设计和进行实验】1.实验器材:滑轮组、铁架台、细绳、弹簧测力计、刻度尺、钩码。2.滑轮组绕线:由n=s/h确定承担对动滑轮及物体拉力的绳子段数,用奇动偶定法确定绕线方式。3.实验中注意绳子的自由端若最终与动滑轮相绕,则需要匀速、竖直向上拉动物体。
【数据处理和分析】4.设计实验数据记录表格(如下表所示),分析表格数据,可计算出有用功、额外功、总功,及滑轮组机械效率η= 。
5.实验结论:同一滑轮组,提升物体越重,机械效率越高;不同滑轮组提升同一重物,动滑轮越轻(个数少或质量小),机械效率越高。滑轮组的机械效率与提升物体的高度和速度,绳子的段数,省、费力情况均无关。
【交流、反思与评估】6.影响滑轮组机械效率的因素:①提升物体的重力;②动滑轮的重力;③绳重、摩擦。7.提高滑轮组机械效率的方法:①增加提升物体的重力;②减小动滑轮的重力;③减小绳重和摩擦等。
(1)该组同学准备了下列器材:钩码、天平、滑轮组、细绳、弹簧测力计和刻度尺,其中多余的器材是 。
例 在“测量滑轮组的机械效率”的实验中,某组同学用相同的滑轮安装了如图17-9甲、乙所示的滑轮组,实验测得的数据如下表所示,回答下列问题:
(2)上表中实验数据是用图 所示的滑轮组测得的。实验中应沿竖直方向 拉动弹簧测力计,使物体缓缓上升。小组同学提出实验过程中边拉动边读数,弹簧测力计的示数不稳定,应该静止读数,你认为他的想法 (选填“正确”或“不正确”),因为他没考虑到 对滑轮组机械效率的影响。第3次实验中应补充的数据是 。根据第1次实验中的数据,若不计绳重和摩擦,要使滑轮组达到省力的效果,则提升物体的重力不得小于 N。
(3)分析表中的数据可知:随着物重的增加,额外功 (选填“变大”“变小”或“不变”),原因是 。
物重增加,绳和滑轮间的压力变大,摩擦力就变大
(4)根据以上实验数据可以得出如下结论:同一滑轮组的机械效率主要与 __有关。通过分析表格中的数据,小组同学得到了提升滑轮组机械效率的方法。汽车作为一种“机械”,提升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 的原理与本实验结论是相同的。 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。
(5)小明发现绳端移动的距离始终与钩码提升高度成倍数关系,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。
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