11.3怎样提高机械效率【帮课堂】2021-2022学年九年级物理上册同步精品讲义（沪粤版）

11.3 如何提高机械效率（教师版） 课程标准 课标解读 1.知道有用功、额外功和总功的含义及三者之间的关系； 2.理解机械效率的公式、变形公式，并能运用计算简单的机械效率； 3.培养学生对任何事情都要注意“效率”的科学态度。 1.（1）有用功：对我们有用的、需要的、有价值的功； （2）额外功：对人们没有价值但是必须做的功； （3）总功：动力对机械做的所有功； （4）总功=有用功+额外功 2.η=W有/W总×100% SHAPE \* MERGEFORMAT 知识点01 有用功、额外功和总功 （1）有用功概念：对人们需要的、有价值的功，符号W有用 ，单位 J ； （2）额外功概念：对人们无利用价值但不得不做的功，符号 W额外 ，单位 J ； （3）总功概念：动力对机械做的功，符号 W总 ，单位 J 。 【微点拨】有用功、额外功、总功三者的关系 总功包含有用功和额外功，总功=有用功+额外功，用字母表示：W总=W有用+W额外 【知识拓展】有用功和总功的大小 理论中有用功和总功大小可以相等，也就是没有额外功，但是在现实生活中有用功永远都要比总功小，因为现实生活当中对机械做功就不可避免的存在着阻力或者其他物体所造成的额外功。 【即学即练1】小明用滑轮组拉一重物，测得动滑轮和摩擦力做功为20J，拉力做功为100J,那么有用功为（ ） A．20J B．100J C．80J D．120J 【答案】C。 【解析】动滑轮和摩擦力所做的功为额外功，拉力做的功是总功，根据W总=W有用+W额外得出有用功为80J,故C正确.故选C。 【即学即练2】升旗过程中，克服旗的重力做的功是 ，克服绳子的重力所做的功是 ， 人所施加的拉力所做的功是 。（均选填“有用功”“额外功”或者“总功”） 【答案】有用功；额外功；总功。 【解析】旗子升起来是我们需要的，所以克服旗子重力做的功为有用功；升旗过程中绳子上升对升旗来说是没有价值的，所以克服绳子重力做功时额外功；人所施加的拉力为是动力，所以拉力做的功为总功。 知识点02 机械效率的计算 （1） 机械效率定义：物理学中，我们把有用功W有用与总功W总的比值，叫机械效率；机械效率=有用功/总功 （2）用符号表达：η=W有/W总×100% 【微点拨】机械效率 在物理学理论中，一个机械的机械效率可以达到100%，但是在我们的生活实际中所使用的机械不可避免的产生了额外功，因此在生活中机械效率永远小于1. 【知识拓展】滑轮组机械效率变形公式 在滑轮组中：s=nh，W有用=Gh，W总=Fs，F=1/n（G+G动）由以上带入到滑轮组中 竖直方向滑轮组：η= EQ \F(W有用,W总) = EQ \F(Gh,Fs) = EQ \F(Gh,Fnh) = EQ \F(G,nF) ; η= EQ \F(W有用,W总) ＝ ＝ = EQ \F(G物,G物+G动) ； 水平方向滑轮组：η= EQ \F(W有用,W总) = = = ; 在杠杆机械中：η= 在斜面机械中：η=Gh/Fs 【知识拓展】如何提高滑轮组的机械效率 在滑轮组机械效率的探究中，提高滑轮组的机械效率有以下几个方法：（1）减小绳重和绳与滑轮间的摩擦，减小动滑轮重力（2）增加滑轮组中重物的重力 【即学即练1】如图所示，在500N的拉力F作用下，滑轮组将800N的重物提升了lm，在此过程中：（ ） A．做的有用功是500 J B．做的总功是800 J C．滑轮组的机械效率是62.5％ D．滑轮组的机械效率是80％ 【答案】D。 【解析】A.有用功W有用=Gh=800N×1m=800J，故A错误；B.根据s=nh=2×1m=2m，总功W总=Fs=500N×2m=1000J;由机械效率公式η = EQ \F(G,nF) =800N÷（2×500N）=80%,故D正确.故选D. 【即学即练2】如图1所示，已知BA是OB的三倍，物体重为600N，F为动力，方向竖直向下，要使杠杆在水平位置平衡，至少要F＝ ；若作用在A点的力500N，则该杠杆的机械效率是η＝ 。 【答案】300N;60%. 【解析】（1）根据杠杆的平衡条件：F×OA=G×OB,0A=2OB, F×2OB=600N×OB,F=300N; （2）在杠杆中杠杆的机械效率η=F2L2/F1L1 =600N×L2÷(500N×2L2)=60%. SHAPE \* MERGEFORMAT 题组A 基础过关练 1．下列说法中正确的是（ ）。 A．机械效率