（精讲PPT）第1部分 18第十二章 课时2 机械效率（精讲本）-【智乐星中考·学考传奇】2023年山东中考物理（六三学制）

物理 2023/2/19 1 课时2　机械效率 ①什么是有用功、总功、额外功？ ②有用功、总功、额外功之间有什么关系？ ③什么是机械效率？ ④计算机械效率的公式是什么？ 2 3 必须 W有＝Gh W总＝W有＋W额 总功 小于 4 判断下列说法是否正确，正确的在括号内画“√”，错误的画“×”。 1．额外功越多，机械的机械效率就越低( ) 2．机械的功率越小，机械效率就越低( ) 3．机械做功越多，机械效率越高( ) 4．减小机械内部摩擦可以提高其机械效率( ) × × × √ 5 6 模型线索 (一)竖直型滑轮组 小明所在的兴趣小组在社会实践中来到某乡村建筑工地，看到了建筑工人在使用各种机械工作，请结合所学的物理知识，解答以下问题： (1)建筑工人用如图甲所示的滑轮组来提升重物，不计绳重和摩擦。(g取10 N/kg) 7 ①一个工人的质量为60 kg，竖直向上匀速拉动700 N的重物时，作用在绳子自由端的拉力为400 N，将重物提升2 m用时20 s，滑轮组的机械效率为多少？ ②在这20 s的时间内拉力的功率为多少？ ③该工人能够提升的最重的物体质量约为多少？ ④请你设计另一种最省力的绕线方式，并画在图乙中。 ⑤利用最省力的方式提升800 N的重物，求作用在绳子自由端拉力的大小。 ⑥利用最省力的方式竖直向上以0.15 m/s 的速度匀速拉动绳子，求20 s内物体上升的距离。 8 9 10 11 (二)水平型滑轮组 (2)工人师傅利用如图甲所示的滑轮组搬运石材，质量为1.8×103 kg的石材放在水平地面上，在拉力F的作用下沿水平方向做匀速直线运动，其路程随时间变化的图像如图乙所示。石材在水平方向上受到的阻力为石材重的0.1，滑轮组的机械效率为75%，滑轮组和绳子的自重不计。(g取10 N/kg)求： 12 ①石材受到的阻力； ②在石材移动10 s过程中，工人做的有用功； ③在石材移动10 s过程中，工人作用在绳子自由端的拉力F。 13 14 (三)斜面型机械 (3)工人把重1 200 N的物体沿着长L＝5 m、高 h＝1 m的斜面从底部匀速拉上斜面的顶端，沿斜面所用的拉力为300 N(不计空气阻力)。求： ①将物体从斜面底部匀速拉到斜面顶端的过程中，拉力做了多少功？ ②工人使用斜面做功的机械效率是多少？ ③物体和斜面之间的摩擦力是多大？ 15 16 17 2．水平型的滑轮组，如果重物由n段绳子拉着，重物移动的距离为s物， 绳子自由端移动的距离和速度与重物移动的距离和速度有这样的关系： s绳＝ns物，v绳＝nv物，则有用功为物体克服摩擦阻力所做的功。 W有＝f阻s物，W总＝nF拉s物。 3．斜面型的机械，克服物体重力所做的功为有用功，克服斜面摩擦所 做的功为额外功，两者之和为总功。 18 点击进入Word版 19 解：①此过程所做的有用功： W有＝Gh＝700 N×2 m＝1 400 J， 图甲中有2段绳子承担重物，则绳子自由端移动的距离： s＝nh＝2×2 m＝4 m， 拉力所做的总功：W总＝Fs＝400 N×4 m＝1 600 J， 滑轮组的机械效率：η＝eq \f(W有,W总)＝eq \f(1 400 J,1 600 J)＝87.5%。 ②在这20 s的时间内拉力的功率： P＝eq \f(W总,t)＝eq \f(1 600 J,20 s)＝80 W。 ③不计绳重和摩擦，由F＝eq \f(1,n)(G＋G动)可得，动滑轮的重力： G动＝nF－G＝2×400 N－700 N＝100 N，因为力的作用是相互的，所以为了防止工人被绳子拉上去，则人施加的最大拉力等于人的重力，即 F最大＝G人＝m人g＝60 kg×10 N/kg＝600 N， 由F＝eq \f(1,n)(G＋G动)可得，工人能够提升的最重物重： G最大＝nF最大－G动＝2×600 N－100 N＝1 100 N， 工人能够提升的最重物体的质量： m最大＝eq \f(G最大,g)＝eq \f(1 100 N,10 N/kg)＝110 kg。 ④如图所示 ⑤利用最省力的方式，提升800 N的重物，作用在绳子自由端的拉力： F1＝eq \f(1,n)(G1＋G动)＝eq \f(1,3)×(800 N＋100 N)＝300 N。 ⑥20 s内绳子移动的距离： s1＝v1t1＝0.15 m/s×20 s＝3 m。 20 s内物体上升的距离：h′＝eq \f(1,n)s1＝eq \f(1,3)×3 m＝1 m。 解：①石材的重力：G＝mg＝1.8×103 kg×10 N/kg＝1.8×104 N， 石材受到的阻力： f＝0.1G＝0.1×1.8×104 N＝1.8×103 N。 ②由图可知石材在10 s内移动的距离是1 m，克服摩擦力