11.5.4 机械效率（04）斜面的机械效率与探究--2022-2023学年九年级物理上册知识点和分类专题练习同步教案（苏科版）

第十一章 简单机械和功 课时11.5.4 机械效率（04） 斜面的机械效率与探究 1. 知道有用功、额外功、总功； 2. 理解机械效率定义、大小范围、表示方法、公式、影响因素； 3. 知道有用功、额外功、总功关系式； 4. 理解机械效率的计算及公式。 （2022最新）题型汇总：机械效率的概念、机械效率的大小比较、机械效率的计算、增大或减小机械效率的方法、 杠杆的机械效率及实验探究、滑轮（组）的机械效率及实验探究、斜面的机械效率及实验探究。 · 有用功、额外功与总功 有用功：完成某项任务时有实用价值的功，即对人们有用的功。 额外功：对人没用但又不得不做的功。如：从井中打水时提水桶和绳子所做的功。 额外功产生的主要原因：提升重物时，克服机械自重、容器自重等所做的功，以及克服机械的摩擦所做的功。 总功：人们在达到一定目的的过程中，实际做的功，数值上等于有用功与额外功之和。 · 机械效率 定义：物理学中，将有用功与总功的比值。 公式：η= ×100％ η是一个没有单位的量，常用百分数表示。 机械效率是反映机械性能好坏的物理量，机械效率越高，这个机械的性能越好。机械效率只是反应有用功和总功的比值，只是一个比值关系，和做功多少、做功的距离、省力费力、做功快慢等因素无关； · 各种简单机械的有用功、额外功、总功、机械效率 · 影响机械效率高低的因素 考点九 斜面的机械效率 47．如图所示，斜面长s＝10m，高h＝4m，用沿斜面向上的拉力F，将一个重为150N的物体由斜面底端匀速拉到顶端，运动过程中物体克服摩擦力做了200J的功．该过程中物体受到的摩擦力为 　20　N，斜面的机械效率η＝　75%　；若减小斜面倾斜度，则斜面的机械效率 　减小　（选填“增大”“减小”或“不变”）． 【分析】知道克服摩擦力做的功，利用W＝fs求摩擦力；根据W有＝Gh得出使用该斜面做的有用功；根据W总＝W有+W额得出总功，根据η＝×100%得出斜面的机械效率；若减小斜面倾斜度，则克服摩擦力做的额外功增加，有用功所占总功的比例减小，据此分析斜面的机械效率的变化情况。 【解答】解：根据W＝fs可得，运动过程中物体受到的摩擦力f＝＝＝20N； 使用该斜面做的有用功W有＝Gh＝150N×4m＝600J； 总功W总＝W有+W额＝600J+200J＝800J，斜面的机械效率η＝×100%＝×100%＝75%； 若减小斜面倾斜度，则克服摩擦力做的额外功增加，有用功所占总功的比例减小，即斜面的机械效率减小。 故答案为：20；75%；减小。 【点评】本题考查功和效率的计算，综合性强，难度适中。 48．如图，小明将一个重为3N的小车从斜面底端匀速拉到斜面顶端，沿斜面向上的拉力为1.25N。小车沿斜面移动的距离s＝1.6m，上升的高度h＝0.6m。则小明对小车做的有用功是 　8　J，小车与斜面之间的摩擦力为 　0.125　N，斜面的机械效率是 　80%　。 【分析】由W有＝Gh计算提升重物做的有用功，由W总＝Fs计算总功，由W总＝W有+W额计算额外功，由W额＝fs计算小车与斜面间的摩擦力；由η＝计算斜面的机械效率； 【解答】解：小明对小车做的有用功为： W有＝Gh＝3N×0.6m＝1.8J； 拉力做的总功为： W总＝Fs＝1.25N×1.6m＝2J， 所以摩擦力做额外功为： W额＝W总﹣W有＝2J﹣1.8J＝0.2J， 则摩擦力为： f＝＝＝0.125N。 斜面的机械效率为： η＝＝＝90%。 故答案为：1.8；0.125；90%。 【点评】本题考查了使用斜面时有用功、总功、额外功、机械效率的计算，要知道克服物体与斜面间的摩擦力所做的功是额外功。 49．小红和兴趣小组的同学们利用如图所示的装置探究斜面的机械效率，同学对实验过程和装置发表了下列不同的看法，其中正确的是（　　） A．斜面的坡度越小，斜面的机械效率越大 B．匀速拉动时，木块要克服摩擦力做有用功 C．匀速拉动木块时，拉力与摩擦力是一对平衡力 D．斜面的机械效率与木块被拉动的距离是无关的 【分析】（1）根据客服摩擦力所做的额外功变化比较分析； （2）在匀速拉动物块的过程中，克服重力做的功是有用功，除此之外，还需克服摩擦力做额外功。 （3）先对物体进行受力分析，再根据平衡力的条件进行分析； （4）根据斜面的机械效率公式η＝＝进行分析。 【解答】解： A、斜面高度与物体重力相同时，斜面越长、坡度越小，摩擦力越大，克服摩擦力做额外功就越多，斜面的机械效率越低，故A错误； B、因为物体沿斜面上升时，要克服摩擦力做功，木块要克服摩擦力做额外功。故B错误； C、物块在斜面上匀速运动时，沿斜面向上受到拉力作用，沿斜面向下受到摩擦力和重力沿斜面的分力作用，所以拉力和摩擦力不是平衡力，故C错误； B、因为斜面的机械效率为η＝＝，而