12.3 机械效率（考点解读）-2022-2023学年八年级下册物理同步考点解读与专题训练（人教版）

12.3 机械效率（考点解读）（解析版） 知识导航 知识点讲解 1、有用功和额外功 （1）有用功：利用机械做功的时候，对人们有用的功就叫做有用功。 （2）额外功：并非我们需要但又不得不做的功叫做额外功。 （3）总功：有用功与额外功的和叫总功。 （4）总功的计算：W总=Fs；W总=W有用+W额外 （5）有用功的计算方法：W有用=Gh；W有用=W总-W额外 （6）额外功的计算方法：W额外=G′h，W额外=f摩s；W额外=W总-W有用 2、机械效率的概念 （1）概念：有用功跟总功的比值叫做机械效率，通常用百分数表示。 （2）计算公式：用W总表示总功，用W有用表示有用功，用η表示机械效率，则：。 由于额外功不可避免，有用功只是总功的一部分，因而机械效率总小于1。 （3）提高机械效率的主要办法： ①在有用功一定时，尽量减少额外功，采用减轻机械自身的重力和加润滑油来减少摩擦的措施； ②在额外功一定时，增大有用功，在机械能够承受的范围内尽可能增加每次提起重物的重力，充分发挥机械的作用。 3、机械效率的计算和大小比较 机械效率表达式为，对于三种简单机械的机械效率的计算总结如下： 机械效率的大小比较： （1）机械效率由有用功和总功两个因素共同决定，不能理解成：“有用功多，机械效率高”或“总功大，机械效率低”。 （2）当总功一定时，机械做的有用功越多（或额外功越少），机械效率就越高； （3）当有用功一定时，机械所做的总功越少（或额外功越少），机械效率就越高； （4）当额外功一定时，机械所做的总功越多（或有用功越多），有用功在总功中所占的比例就越大，机械效率就越高。 4、机械效率的应用及改变方法 （1）有用功是由使用机械的目的所决定的，当用斜面提升物体时，克服物体重力做的功就是有用功，W有=Gh；   （2）额外功是克服相互接触物体间的摩擦阻力所做的功，对于斜面而言，W额=fs；   （3）总功是指动力对所做的功，一般情况下使用斜面时，动力做功W总=Fs；   （4）由功的原理：“动力对机械所做的功等于机械克服阻力所做的功”，而机械克服阻力所做的功就包含了有用功和额外功，即：W总=W有+W额；   （5）机械效率是有用功与总功的比值，只能小于1（理想状态下可能等于1），并且无单位   斜面的机械效率，在同一斜面上，由于倾斜程度相同，即； 一定，故在同一斜面上拉同一物体（粗糙程度相同）时，在斜面上所移动的距离（或物体被提升的高度）不同时，机械效率是相同的； （6）斜面的机械效率与斜面的倾斜程度、斜面的粗糙程度有关，斜面粗糙程度相同时，斜面的倾斜程度越大，机械效率越高；斜面的倾斜程度一定时，斜面越粗糙，机械效率越低。 提高机械效率的主要办法： ①有用功一定时，尽量减少额外功，采用减轻机械自身的重力和加润滑油来减少摩擦的措施； ②额外功一定时，增大有用功，在机械能够承受的范围内尽可能增加每次提起重物的重力，充分发挥机械的作用。 5、有关机械效率的探究实验 （1）滑轮（组）机械效率的测量实验： 实验目的：测量滑轮组的机械效率 实验原理： 注意事项： ①匀速拉动弹簧测力计，目的是保证弹簧测力计的示数F大小不变； ②为了便于读数，钩码下沿和绳子末端在刻度尺上的位置最好取整数； ③多次测量的目的是进行一些必要的比较，利用不完全归纳法总结规律，而不是求平均值； 实验结论：使用同一滑轮组提升不同的重物时，重物越重，滑轮组的机械效率越大。 （2）斜面机械效率的测量实验： 实验目的：探究斜面的机械效率 实验原理： 实验结论：斜面越陡机械效率越高，斜面越缓，机械效率越低。 （3）杠杆机械效率的测量实验： 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，使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升． ①实验中，将杠杆拉至图中虚线位置，测力计的示数F为0.5N，钩码总重G为1.0N，钩码上升高度h为0.1m，测力计移动距离s为0.3m，则杠杆的机械效率为66.7%．请写出使用该杠杆做额外功的一个原因：由于使用杠杆时需要克服摩擦做功； ②为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关，一位同学用该实验装置，先后将钩码挂在A、B两点，测量并计算得到下表所示的两组数据： 次数 钩码悬挂点 钩码总重G/N 钩码移动距离h/m 拉力F/N 测力计移动距离s/m 机械效率η/% 1 A点 1.5 0.10 0.7 0.30 71.4 2 B点 2.0 0.15 1.2 0.30 83.3 根据表中数据，能否得出“杠杆的机械效率与所挂钩码的重有关，钩码越重其效率越高”的结论？答：不能； 请简要说明两条理由：①两次实验时钩码没有挂在同一位置；②仅根据一次对比实验所得结论是不可靠的。 典例分析＋变式训练 考点1 有用功和额