第3讲 机械效率 -2022秋九年级物理初三上学期同步讲解提优《知识提炼 能力训练》苏科版

第3讲 机械效率 一、知识导航 1．功的原理 · 内容：使用机械时，人们所做的功，都不会少于直接用手所做的功，也就是使用任何机械都不省功。 · 说明： · （1） 功的原理对任何机械都适用。 · （2）功的原理告诉我们：使用机械要省力必须费距离，要省距离必须费力，既省力又省距离的机械是没有的。 · （3）使用机械虽然不能省功，但人类仍然使用机械，是因为使用机械或者可以省力，或者可以省距离，或者可以改变力的方向，它们给人类工作带来很多方便。 2．有用功、额外功、总功 （1）有用功：人利用机械在达到目的的过程中，所做的对人们有实用价值的功，叫作有用功。有用功相当于不使用机械时，人直接对物体所做的功。 （2）额外功：在工作时，人们不需要的但不得不做的功，叫作额外功。使用机械时，由于克服摩擦以及机械自重所做的功就是额外功。 （3）总功：有用功加额外功是总共做的功。W总＝W有用＋W额外 3．机械效率 物理学中，将有用功与总功的比值叫作机械效率，机械效率通常用百分数表示：即 ，若用字母η表示机械效率，则表达式为 · 说明：（1）机械效率是有用功与总功的比值，它只有大小，没有单位。 （2）总功一定时，额外功越少，机械效率就越高。减少额外功的主要措施是减小摩擦，减小机械自身重力。 （3）额外功一定时，增大有用功，机械效率就越高，增大有用功的主要措施是增加所提物重。 ？ 、 （4）有用功是总功的一部分，对于实际机械，由于使用任何机械都要做额外功，总有W有用<W总，所以η总是小于100%，即η总是小于1。 （5）机械效率是表示机械做功性能好坏的物理量，机械效率越高，这个机械的性能就越好。 二、典例剖析 考点1 有用功、额外功、总功 例题1李玲玲同学用水桶从水井中提水做清洁，她在把水从井底提上来的过程中，下列关于做功的说法中正确的是（   ） A .对桶所做的功是有用功 B .对水所做的功是额外功 C .对水所做的功是有用功 D .对水所做的功是总功 举一反三： 小明同学的体重为500N，他用重为10N的水桶提着重100N的水登上5m高的教室使用，在这一过程中，他做的有用功和额外功分别是 （   ） A .500J  50J B .500J  2550J C .550J  2500J D .3000J  50J 考点2 机械效率计算 例题2如图所示，工人通过滑轮组将重600N的箱子提升12m。在这一过程中，若不计绳重和摩擦，而工人做的额外功是1800J．那么，下列有关计算结果中正确（　　） A．工人所用拉力为200N B．工人做的总功为7200J C．动滑轮重为150N D．滑轮组机械效率为75% 例题3为了省力，工人师傅常用如图所示的斜面搬运物体。斜面长为5m，高为3m，用大小为800N的力沿斜面向上把重为1000N的物体匀速推到顶端，下列说法正确的是（　　） A．搬运物体所做的有用功为2400J B．搬运物体所做的总功为5000J C．在该斜面上物体所受到的摩擦力为300N D．该斜面的机械效率为75% 例题4如图所示是一种小型千斤顶的示意图，当手往下压动摇臂时，能把重物抬高一段较小的距离。工人在4s时间内用100 N的力竖直向下压动摇臂1 m，把1 000 N的重物匀速抬高8 cm.则人做的功为 J，千斤顶的效率是 %. 举一反三： 1、 如图所示，重400N的物体在30N的水平拉力F的作用下，以0.1m/s的速度沿水平地面 向左匀速直线运动了10s，滑轮组的机械效率为80%，则在此过程中，下列说法错误的是（　　） A．绳子自由端移动的距离为3m B．有用功为400J C．拉力F的功率为9W D．物体与地面间的滑动摩擦力为72N 2、如图所示，把重力为600N的物体匀速推到斜面顶端，斜面长为2m，高为1m，实际推力为400N，所花时间为5s。那么，将物体从底部推到顶部所做的有用功是　 　J，推力做功　 　J，推力的功率是　 　W，物体与斜面间的摩擦力是　 　N，整个装置的机械效率是　 　。 3、工人用如图所示装置把重为1000N的物体，从斜面底部匀速拉到2m高的平台上（斜面与水平地面的夹角为30°），用时20s。工人对绳子的拉力为400N，动滑轮重为20N，不考虑绳重和滑轮转轴的摩擦，下列计算结果正确的是（　　） A．绳子对物体的拉力为780N B．绳子对物体做的功为4000J C．工人做功的功率为100W D．整个装置的机械效率为62.5% 考点3 机械效率的测量 例题5用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率．实验时,竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在较长杠杆下