9 简单机械-机械效率（学生版+教师版）—浙教版九年级中考科学二轮复习讲义 （物理）

教学内容 中考复习专题九 简单机械——机械效率 教学内容 · 有用功 使用机械做功时，对人们有用的功叫有用功，用 W 有用表示。也就是人们不用机械而直接用手时必须做的功，也等于在理想情况下(即不考虑摩擦和机械本身的重力)人们所做的功，或者是机械对物体做的功。在提升物体时，W 有用＝ ；在水平拉动物体时，W 有用＝ 。 二 额外功 使用机械时，对人们没有用但又不得不做的功叫额外功，用 W 额表示。额外功的来源主要有：①提升物体时，克服机械自重、容器重、绳重等所做的功；②克服机械的摩擦所做的功。 三 总功 人们在使用机械做功的过程中实际所做的功叫总功，用 W 总表示。它等于有用功和额外功的总和，即 W 总＝W 有用＋W 额，或人对机械的动力为 F，则 W 总＝Fs。 四 机械效率 ①定义：有用功与总功的比值叫做机械效率。 ②公式：η＝ 由于总是存在额外功，使得 W 有用＜W 总，所以η总是 1；影响机械效率的主要因素有摩擦和机械自重等。 五 机械效率实验探究：杠杆、滑轮、斜面 简单机械 有用功 总功 额外功 机械效率 图示 杠杆 W 有 ( Gh W 总 ( Fs W额 ( W总 ( W有 (( Gh Fs 滑轮组 W 总 ( Fs W额 ( W总 ( W有 (( Gh Fs ( n 为承担 重物的绳 子段数) (( G G ( G动 (不计 绳重、摩擦) (或动滑轮) W 有 ( Gh W总 ( Gh ( G动h ( 不计绳重、摩擦) W额 ( G动h (不计绳重、摩擦) 斜面 W 有 ( Gh W 总 ( FL W总 ( Gh ( Ff L ( Ff 为摩擦力) W额 ( W总 ( W有 W 额 ( Ff L (( Gh FL ((((Gh Gh ( Ff L 温馨提示： · 影响杠杆机械效率的因素：①杠杆自重（主要因素）；②摩擦；③重物悬挂位置 · 影响滑轮组机械效率的因素：①动滑轮重力；②绳重及摩擦 · 影响斜面机械效率的因素：①斜面粗糙程度；②斜面倾斜程度 变式训练 【例 1】从井中提水时，常常会发生吊水桶落入井里的事情．用物理知识分析下列说法，其中错误的是 （ ） A．用吊水桶向上提水，人对桶和水做的功都是有用功B．用吊水桶向上提水，人对桶做的功是额外功 C．吊水桶掉在井里，打捞水桶时桶里会带些水，这时人对水做的功是额外功D．吊水桶掉在井里，打捞水桶时，人对桶做的功是有用功 【例 2】利用如图所示的滑轮，在粗糙水平面上匀速拉动物体，下列叙述正确的是（ ） A. 克服物体重力做的功是有用功 B. 克服物体受地面摩擦力做的功是有用功 C．绳子自由端的拉力 F 做的功是有用功 D．克服物体受地面摩擦力做的功是额外功 【例 3】如图，已知斜面倾角为 30°，斜面高 2m．小明沿斜面将重为 400N 的货物由底端匀速拉到顶端，用时 10s．已知拉力大小为 300N，绳重不计，则下列说法中正确的是（ ） A．小明对货物做的有用功是 1200J B．小明对绳的拉力的功率是 80W C．斜面的机械效率是 66.7% D．物体受到斜面的摩擦力是 90N 【例 4】如图所示，把一个重 400N 的物体沿竖直方向上在 10s 内匀速提升了 2m，所用拉力F 为 140N，不计摩擦和绳重．则下列计算结果错误的是（ ） A. 动滑轮重 20N B. 拉力 F 做功 840J C. 拉力 F 做功的功率为 84W D．此滑轮组机械效率为 80% 【例 5】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 4s 内匀速前进了 4m，物体A 受到地面的摩擦力 f=300N，所用拉力 F=120N，忽略绳重、滑轮重及绳与滑轮间的摩擦．下列说法中正确的是（ ） A. 绳子自由端在 4s 内移动了 8m B. 物体 A 重力做功的功率为 1000W C. 物体 A 克服摩擦力做的功为 480J D．滑轮组的机械效率约为 83.3% 【例 6】如图所示，小明测量动滑轮的机械效率，他用弹簧测力计拉动绳子的自由端，将质量为 500g 的重物从 A 位置沿竖直方向匀速提升到 A′位置，弹簧测力计的示数如图乙所示，在 这个过程中，该动滑轮的额外功和机械效率分别是（ ） A．0.14J 78% B．0.5J 78% C．0.14J 81% D．0.12J 81% 【例 7】在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，某实验小组用如图所示的同一滑轮组提升不同钩码的方法，分别做了甲、乙、丙 3 组实验，实验数据记录如下： 次数 钩码重/N 动滑轮重/N 钩码上升 的距离/cm 弹簧测力计 的示数/N 弹簧测力计 上升的距离/cm 机械效率 1 2 0.8 5 1 15 66.7% 2 4 0.8 5 1.7