重难点18 机械效率-2022年中考物理【热点•重点•难点】专练

专项三 力学 重难点18 机械效率 【重点知识梳理】 18.1机械效率的定义与计算公式 1.有用功：为达目的，必须要做的功。符号：W有，单位：焦耳（J）。 2.额外功：使用机械时，克服机械自重与摩擦等多做的功。符号：W额，单位：焦耳（J）。 3.总功：有用功与额外功之和。即：W总= W有+ W额 。符号：W总，单位：焦耳（J）。 注意：额外功不等于无用功。额外功是不得不做的功。因为使用机械时，必须克服机械自身的重力、摩擦力等而做功。但是无用功是不需要做的，与完成有用功无任何关系的。 4.机械效率：有用功与总功的比值。通常用百分数表示。符号：η。公式：η= ×100%。变形公式：W有=ηW总；W总= 。η一定小于100%！ 18.2滑轮组的机械效率的计算 滑轮组的机械效率计算主要公式 所求物理量 滑轮组竖直提升重物 滑轮组水平拖动重物 有用功（W有） W有=G物h（G物-物体的重力；h-物体上升的高度） W有=fs(f-物体与地面的摩擦力；S-物体移动的距离) 总功（W总） W总=Fs(F-拉力；S-拉力移动的距离) W总= Fs拉(F-拉力；S拉-拉力移动的距离) 功率P P=FV(V-速度，单位：m/s) 机械效率 η= ×100% = ×100% = ×100% η= ×100% = ×100% 18.3测量滑轮组竖直提升重物时的机械效率 1.探究影响滑轮组效率的实验中：要匀速竖直地拉动绳子。因为这样弹簧测力计的示数才等于拉力。 2.结论：同一滑轮组，提起的重物越重，机械效率越高；提起相同的重物，滑轮组越简单，动滑轮重越小，机械效率越高。 18.4斜面的机械效率 1.斜面：一个与水平面成一定夹角的倾斜平面。若不考虑摩擦，斜面长是斜面高的几倍，拉力或推力就是物体所受重力的几分之一，即： F=。 2.在斜面上匀速拉动物体时：W总=FL（F= +f）；W有=Gh；η= ×100%；斜面对物体的摩擦力：f=F - 。 【难点知识突破】 18.1滑轮组的机械效率 计算滑轮组的机械效率，首先要分析清楚各量具体是什么，特别要区分清楚是物体的，还是拉力的！其次，准确数出（算出）绳子提起重物的股数。第三，注意单位的统一。 【例题分析】 【例1】（2021天津）利用图所示的滑轮组先后匀速提升重为200N和150N的物体。已知提升200N的物体时，绳子自由端的拉力为125N，拉力的功率为125W。若两次物体上升的速度相同，不计摩擦和绳重，则提升重为150N的物体时（　　） A．机械效率为80% B．机械效率为75% C．拉力的功率为50W D．拉力的功率为100W 【答案】BD 【解析】由图n=2，动滑轮自重为:G动=2F1-G1=2×125N-200N=50N，绳自由端速度为:v= = =1m/s，提150N物体时，机械效率为：η= ×100%= ×100%= ×100%= ×100%=75%。拉力为：F2= = =100N，功率为P2=F2V=100N×1m/s=100W。 所以AC错，BD正确。选BD。 【巩固练习】 1．（2021重庆）如图所示的滑轮组，500N的拉力F在10s内将重800N的箱子匀速提升了2m，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（　　） A．定滑轮的作用是省力 B．滑轮组机械效率为80% C．动滑轮的重力为100N D．拉力F的功率为100W 【答案】B 【解析】A．定滑轮既不省力也不费力，只能改变力的方向，A错。 B．有用功为克服物体重力做的功，所以有用功为：W有=G物h=800N×2m=1600J，连接动滑轮的绳子有两股，物体上升2m，因此绳子自由端移动的距离为4m。拉力做的总功为：W总=Fs=500N×4m=2000J， 因此机械效率为：η= ×100%= ×100%=80%,B正确。 C．对动滑轮和物体做受力分析，向上受到两股绳子拉力，向下受到动滑轮和物体的总重力，因此有： G动+G物=2F，带入数据得：G动=2F-G物=2×500N-800N=200N,C错。 D．拉力的功率：P= = =200W，D错。选B。 2．（2021云南）如图甲所示，用动滑轮将正方体物块从装有水的容器底部缓慢匀速提起，拉力F随提升高度h变化的关系如图乙所示。物块完全离开水面后，动滑轮的机械效率为87.5%，绳重和摩擦忽略不计，下列选项正确的是（　　） A．物块的边长为0.6m B．动滑轮重为300N C．提升物块完全离开水面前，动滑轮的机械效率大于87.5% D．将物块提升至上表面与水面相平的过程中拉力F做的功为1650J 【答案】D 【解析】A．由图，0.6m开始出水，1.1m完全