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第33课时 机械效率-中考物理一轮复习-课件PPT
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这是一份第33课时 机械效率-中考物理一轮复习-课件PPT，共26页。PPT课件主要包含了知识点二机械效率，一些机械的机械效率，机械效率，匀速缓慢，斜面的机械效率等内容，欢迎下载使用。
知识点一：额外功、有用功、总功
有用功( W有用):为了达到目的,人们必须做的对人们有用的功.
额外功(W额外) :人们并不需要但为了达到目的又不得不做的功.
总功（W总）：有用功跟额外功的总和叫总功。（使用机械时动力所做的功）
小明要把重100N的沙子运上三楼。
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。斜面：增大斜面倾斜程度、减小摩擦等 。
练习7、[2020·凉山州] 关于功率、机械效率，下列说法正确的是( )A.做功越多的机械，其功率就越大B.越省力的机械，其功率就越小C.做功越慢的机械，其机械效率就越低D.有用功与总功的比值越大的机械，其机械效率就越高
1、滑轮组的机械效率(竖拉、忽略绳重与摩擦)
或 W总＝ W有+ W额 = Gh＋G动h
实验2：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。
（1） 测量滑轮组机械效率的实验原理：_ _____________。
（2） 实验中应沿竖直方向___________拉动弹簧测力计。
（3）小组某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。他的想法是不正确的，因为他没有考虑到_________对滑轮组机械效率的影响。
（4）分析表中数据可知第3次实验是用_____图装置完成的。若用丁图装置进行实验，得出表中第4次实验数据，请将表中空白的两个数据填写完整。
练习8 、[2018·深圳]如图为“测滑轮组机械效率”的实验。在弹簧测力计拉力作用下，重6N的物体2s内匀速上升0.1m，弹簧测力计示数如图所示(不计绳重与摩擦)。下列说法错误的是( )A．弹簧测力计的拉力是2.4 N B．物体上升的速度为0.05 m/sC．弹簧测力计拉力的功率为0.12 W D．滑轮组的机械效率约83.3%
2、滑轮组的机械效率(横拉)
练习9 、 [2016·深圳改编]用如图所示的滑轮组拉动水平地面上重1000N的物体A，使物体A在4 s内匀速前进了4 m，物体A受到地面的摩擦力f＝300 N，所用拉力F＝120 N，。下列说法中正确的是( )A．绳子自由端在4 s内移动了8 mB．物体A重力做功的功率为1 000 WC．物体A克服摩擦力做的功为480 JD．滑轮组的机械效率约为83.3%
或 W总＝ W有+ W额 =Gh＋fs
斜面的机械效率与粗糙程度和倾斜角度有关，斜面越陡、越光滑，机械效率越高
答：有用功为 ??? ? ；拉力做功的功率为 ??? ；物体受到的摩擦力为 ??.??；斜面的机械效率为??% 。
（一）机械效率1.有用功：为人们所需要，对人们________的功。2.额外功：不为人们所需要，对人们___________，但又不得不做的功。3.总功：有用功和额外功的________。4.机械效率：(1)定义：______________的比值。
(2)公式：______________。(3)规律：由于使用机械不省功，即有用功小于总功，所以机械效率总__________。(4)提高机械效率的方法。①改进_____________，使它更合理、更轻巧。②同一机械，增大_____________。③使用中按技术规程经常____________，使机械处于良好的状态。
实验器材：滑轮、细线、笔、钩码、________________、__________。实验需要测量的量：_________、____________________、________________________、____________________。实验注意事项：①为了避免弹簧测力计重力对测量拉力的影响，应向________（选填“上”或“下”）拉动弹簧测力计；②在拉动弹簧测力计时，要保持________且沿______________。
（二）测量滑轮组的机械效率
【例1】如图所示，用相同的滑轮不同的绕法提起相同的重物，摩擦力可以忽略不计，在物体匀速上升的过程中( ) A.甲图省力，机械效率甲图大 B.甲图省力，机械效率一样大C.乙图省力，机械效率一样大 D.乙图省力，机械效率乙图大
【点拨】本题考查机械效率的分析及滑轮组省力的判断。由于两滑轮组中的滑轮相同，故其重力都相同，甲有2段绳子提着动滑轮，乙有3段绳子提着动滑轮，提相同物体故乙省力；在提升物体的过程中，对物体做的是有用功，对动滑轮做额外功，对两图来说有：η=W有用/W总 =G物h/(G物+G动)h =G物/(G物+G动)，故机械效率相同。解答此类题要防止两大误区：一是机械效率越高就越省力，二是机械效率越高做的有用功一定越多。
【例2】（2018•广安）如图所示，斜面长3m，高0.6m，建筑工人用绳子在6s内将重500N的物体从其底端沿斜面向上匀速拉到顶端，拉力150N（忽略绳子的重力）。则下列说法正确的是（ ） A．斜面上的摩擦力是50N B．拉力的功率是50WC．拉力所做的功是300J D．斜面的机械效率是80%
【点拨】(1)拉力F做的功：W总=Fs=150N×3m=450J；有用功：W有用=Gh=500N×0.6m=300J，额外功：W额=W总−W有用=450J−300J=150J，由W额=fs可得，物体在斜面上受到的摩擦力：f=W额/s=150J/3m=50N，故A正确、C错误；(2)拉力的功率：P=W总/t=450J/6s=75W，故B错；η=W有用/W总=300J/450J≈66.7%，故D错。故选A。
【例3】(2017·广州)图甲中力F1水平拉动重为G的物体A在水平路面匀速移动了s。现改用滑轮组拉动A在同一路面匀速移动了s，拉力为F2(如图乙)，此过程中滑轮组( ) A．总功为F2s B．额外功为F1s C．机械效率为Gs/(F2×3s) D．额外功为3F2s－F1s
【点拨】图1中，因为物体做匀速运动，拉力和摩擦力平衡，所以F1=f；图2中，同一物体在同一路面上匀速运动，因为压力大小不变，接触面的粗糙程度不变，所以摩擦力不变，物体A受到的摩擦力仍为f=F1。因为滑轮组中有3段绳子拉着物体，所以s'=3s，此滑轮组的总功为：W总=F2×3s=3F2s，A错误；此滑轮组的有用功：W有用=fs=F1s，则额外功为：W额=W总−W有用=3F2s−F1s，B错误，D正确；此滑轮组的机械效率为：η=W有用/W总=F1s/(3F2s)=F1/(3F2)，C错误。故选D。
【例4】(2018·黔东南)如图为某同学测动滑轮机械效率的示意图。他用弹簧测力计拉动绳子的自由端，将质量为200g的钩码从A位置匀速提升到B位置，同时弹簧测力计从图中的A′位置匀速竖直上升到B′位置，这个过程用时2秒，弹簧测力计对绳的拉力为F。请你根据这个同学做的实验完成下列问题：（1）准备下列器材：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______；（2）如图，由刻度尺的读数可知，钩码上升的距离是___________cm。（3）若弹簧测力计的读数为1.2N，则这个动滑轮的机械效率是____________，拉力F做功的功率是____________W。
【点拨】(1)实验中不需要测出钩码的质量，故多余的器材是天平；(2)由图可知，刻度尺的分度值是1cm，则钩码上升的距离为10.0cm；(3)弹簧测力计从25cm开始上升，上升到45cm处，绳子末端移动的距离s=20.0cm=0.2m；拉力做的功即总功为：W总=Fs=1.2N×0.2m=0.24J；有用功为：W有=Gh=mgh=0.2kg×10N/kg×0.1m=0.2J；机械效率为：η=W有/W总=0.2J/0.24J=83.3%；拉力P=W总/t=0.24J/2s=0.12W。
【例5】（2018·广东）如图是建筑工地上的起重机示意图，起重机的电动机功率为3×103W，当它把质量为1t的重物匀速提起24m时，用时100s。（g=10N/kg）求：（1）起重机提起重物做功的功率是多少？机械效率是多少？（2）若起重机AB长为20m，吊起重物时B端的配重质量为4t，为使起重机不翻倒，则OB长为多少？（不计摩擦和起重机自重）
【点拨】本题考查了功、功率的计算、机械效率的计算，及杠杆平衡条件的应用，属于综合性计算题。(1)计算柱货物的重力和货物上升的高度，可利用公式W=Gh计算起重机对货物做的功，再利用P=W/t计算提起重物做功的功率；根据W=Pt算出电动机做的总功；(2)左边添加配重物体使起重机不翻倒，应将O点视作支点，将整个机械看作杠杆，已知货物质量、配重重力以及AB长，根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2可求力臂OB的长。
知识点一：额外功、有用功、总功
有用功( W有用):为了达到目的,人们必须做的对人们有用的功.
额外功(W额外) :人们并不需要但为了达到目的又不得不做的功.
总功（W总）：有用功跟额外功的总和叫总功。（使用机械时动力所做的功）
小明要把重100N的沙子运上三楼。
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。斜面：增大斜面倾斜程度、减小摩擦等 。
练习7、[2020·凉山州] 关于功率、机械效率，下列说法正确的是( )A.做功越多的机械，其功率就越大B.越省力的机械，其功率就越小C.做功越慢的机械，其机械效率就越低D.有用功与总功的比值越大的机械，其机械效率就越高
1、滑轮组的机械效率(竖拉、忽略绳重与摩擦)
或 W总＝ W有+ W额 = Gh＋G动h
实验2：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。
（1） 测量滑轮组机械效率的实验原理：_ _____________。
（2） 实验中应沿竖直方向___________拉动弹簧测力计。
（3）小组某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。他的想法是不正确的，因为他没有考虑到_________对滑轮组机械效率的影响。
（4）分析表中数据可知第3次实验是用_____图装置完成的。若用丁图装置进行实验，得出表中第4次实验数据，请将表中空白的两个数据填写完整。
练习8 、[2018·深圳]如图为“测滑轮组机械效率”的实验。在弹簧测力计拉力作用下，重6N的物体2s内匀速上升0.1m，弹簧测力计示数如图所示(不计绳重与摩擦)。下列说法错误的是( )A．弹簧测力计的拉力是2.4 N B．物体上升的速度为0.05 m/sC．弹簧测力计拉力的功率为0.12 W D．滑轮组的机械效率约83.3%
2、滑轮组的机械效率(横拉)
练习9 、 [2016·深圳改编]用如图所示的滑轮组拉动水平地面上重1000N的物体A，使物体A在4 s内匀速前进了4 m，物体A受到地面的摩擦力f＝300 N，所用拉力F＝120 N，。下列说法中正确的是( )A．绳子自由端在4 s内移动了8 mB．物体A重力做功的功率为1 000 WC．物体A克服摩擦力做的功为480 JD．滑轮组的机械效率约为83.3%
或 W总＝ W有+ W额 =Gh＋fs
斜面的机械效率与粗糙程度和倾斜角度有关，斜面越陡、越光滑，机械效率越高
答：有用功为 ??? ? ；拉力做功的功率为 ??? ；物体受到的摩擦力为 ??.??；斜面的机械效率为??% 。
（一）机械效率1.有用功：为人们所需要，对人们________的功。2.额外功：不为人们所需要，对人们___________，但又不得不做的功。3.总功：有用功和额外功的________。4.机械效率：(1)定义：______________的比值。
(2)公式：______________。(3)规律：由于使用机械不省功，即有用功小于总功，所以机械效率总__________。(4)提高机械效率的方法。①改进_____________，使它更合理、更轻巧。②同一机械，增大_____________。③使用中按技术规程经常____________，使机械处于良好的状态。
实验器材：滑轮、细线、笔、钩码、________________、__________。实验需要测量的量：_________、____________________、________________________、____________________。实验注意事项：①为了避免弹簧测力计重力对测量拉力的影响，应向________（选填“上”或“下”）拉动弹簧测力计；②在拉动弹簧测力计时，要保持________且沿______________。
（二）测量滑轮组的机械效率
【例1】如图所示，用相同的滑轮不同的绕法提起相同的重物，摩擦力可以忽略不计，在物体匀速上升的过程中( ) A.甲图省力，机械效率甲图大 B.甲图省力，机械效率一样大C.乙图省力，机械效率一样大 D.乙图省力，机械效率乙图大
【点拨】本题考查机械效率的分析及滑轮组省力的判断。由于两滑轮组中的滑轮相同，故其重力都相同，甲有2段绳子提着动滑轮，乙有3段绳子提着动滑轮，提相同物体故乙省力；在提升物体的过程中，对物体做的是有用功，对动滑轮做额外功，对两图来说有：η=W有用/W总 =G物h/(G物+G动)h =G物/(G物+G动)，故机械效率相同。解答此类题要防止两大误区：一是机械效率越高就越省力，二是机械效率越高做的有用功一定越多。
【例2】（2018•广安）如图所示，斜面长3m，高0.6m，建筑工人用绳子在6s内将重500N的物体从其底端沿斜面向上匀速拉到顶端，拉力150N（忽略绳子的重力）。则下列说法正确的是（ ） A．斜面上的摩擦力是50N B．拉力的功率是50WC．拉力所做的功是300J D．斜面的机械效率是80%
【点拨】(1)拉力F做的功：W总=Fs=150N×3m=450J；有用功：W有用=Gh=500N×0.6m=300J，额外功：W额=W总−W有用=450J−300J=150J，由W额=fs可得，物体在斜面上受到的摩擦力：f=W额/s=150J/3m=50N，故A正确、C错误；(2)拉力的功率：P=W总/t=450J/6s=75W，故B错；η=W有用/W总=300J/450J≈66.7%，故D错。故选A。
【例3】(2017·广州)图甲中力F1水平拉动重为G的物体A在水平路面匀速移动了s。现改用滑轮组拉动A在同一路面匀速移动了s，拉力为F2(如图乙)，此过程中滑轮组( ) A．总功为F2s B．额外功为F1s C．机械效率为Gs/(F2×3s) D．额外功为3F2s－F1s
【点拨】图1中，因为物体做匀速运动，拉力和摩擦力平衡，所以F1=f；图2中，同一物体在同一路面上匀速运动，因为压力大小不变，接触面的粗糙程度不变，所以摩擦力不变，物体A受到的摩擦力仍为f=F1。因为滑轮组中有3段绳子拉着物体，所以s'=3s，此滑轮组的总功为：W总=F2×3s=3F2s，A错误；此滑轮组的有用功：W有用=fs=F1s，则额外功为：W额=W总−W有用=3F2s−F1s，B错误，D正确；此滑轮组的机械效率为：η=W有用/W总=F1s/(3F2s)=F1/(3F2)，C错误。故选D。
【例4】(2018·黔东南)如图为某同学测动滑轮机械效率的示意图。他用弹簧测力计拉动绳子的自由端，将质量为200g的钩码从A位置匀速提升到B位置，同时弹簧测力计从图中的A′位置匀速竖直上升到B′位置，这个过程用时2秒，弹簧测力计对绳的拉力为F。请你根据这个同学做的实验完成下列问题：（1）准备下列器材：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______；（2）如图，由刻度尺的读数可知，钩码上升的距离是___________cm。（3）若弹簧测力计的读数为1.2N，则这个动滑轮的机械效率是____________，拉力F做功的功率是____________W。
【点拨】(1)实验中不需要测出钩码的质量，故多余的器材是天平；(2)由图可知，刻度尺的分度值是1cm，则钩码上升的距离为10.0cm；(3)弹簧测力计从25cm开始上升，上升到45cm处，绳子末端移动的距离s=20.0cm=0.2m；拉力做的功即总功为：W总=Fs=1.2N×0.2m=0.24J；有用功为：W有=Gh=mgh=0.2kg×10N/kg×0.1m=0.2J；机械效率为：η=W有/W总=0.2J/0.24J=83.3%；拉力P=W总/t=0.24J/2s=0.12W。
【例5】（2018·广东）如图是建筑工地上的起重机示意图，起重机的电动机功率为3×103W，当它把质量为1t的重物匀速提起24m时，用时100s。（g=10N/kg）求：（1）起重机提起重物做功的功率是多少？机械效率是多少？（2）若起重机AB长为20m，吊起重物时B端的配重质量为4t，为使起重机不翻倒，则OB长为多少？（不计摩擦和起重机自重）
【点拨】本题考查了功、功率的计算、机械效率的计算，及杠杆平衡条件的应用，属于综合性计算题。(1)计算柱货物的重力和货物上升的高度，可利用公式W=Gh计算起重机对货物做的功，再利用P=W/t计算提起重物做功的功率；根据W=Pt算出电动机做的总功；(2)左边添加配重物体使起重机不翻倒，应将O点视作支点，将整个机械看作杠杆，已知货物质量、配重重力以及AB长，根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2可求力臂OB的长。
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