第41期 机械效率 改变世界的机械（答案见下期）-【数理报】2022-2023学年八年级下册初二物理同步学案（教科版）

书 !"#$%&'()!*"+, ， -./01"2 34)5678 ． 9# “ :;34 ” )<= ， >?<=@ 5678 ， ABBC １ DE)FG ． HI!"J ， KLM IN!OPL ， KLMIN"OQL ． BC ２ DE ， RI Ｒ、ｒ STUE!VW 、 "VW ， KL Ｆ１MIN!O，XL Ｆ２MIN"O，Y!")Z[\]^Ｆ１Ｒ＝Ｆ２ｒ． !"#$%& ： １． BC ３ DE ， !" ａ * ｂ )"_`a ， BbN"O cdO ４ efg ， hi"O)fgjkl ， me!On hd)fgo# （　　） Ａ． me!")!Ocd ４ e Ｂ． !" ａ )!Od ４ e ， !" ｂ )!Od ４ epO Ｃ． me!")!Ocd ４ epq ， r-!" ｂ s! " ａ O)fgot Ｄ． me!")!Ocd ４ epq ， r-!" ａ s! " ｂ O)fgot ２． C ４ u)!"vwZ[ ， Bb1JN!*"Ox yd １ efg ， !"z （　　） Ａ． vwZ[ Ｂ． {J|34 Ｃ． }J|34 Ｄ． \]~ ， €‚( 书 一、利用滑轮组将物体提升一定的高度，已知物重 Ｇ、物体被提升的高度ｈ、拉力Ｆ、绳端移动的距离ｓ，此时 的有用功是物体克服重力所做的功，即Ｗ有用 ＝Ｇｈ，可用 公式η＝ Ｗ有用 Ｗ总 ×１００％ ＝ＧｈＦｓ×１００％求机械效率．如果 已知绳子的段数ｎ，公式可变形为η＝ Ｗ有用 Ｗ总 ×１００％ ＝ Ｇｈ Ｆｓ×１００％ ＝ Ｇ Ｆｎ×１００％． 例１．用如图１的滑轮组把货物拉上货 仓，货物重５００Ｎ，用３５０Ｎ的力Ｆ拉绳端使 货物匀速上升１ｍ，在此过程中，有用功为 Ｊ，总功为 Ｊ，滑轮组的机 械效率为 ． 解析：由于要用滑轮组将货物提升一定 的高度，因此有用功 Ｗ有用 ＝Ｇｈ＝５００Ｎ×１ｍ＝５００Ｊ． 货物重由２段绳子承担，绳端移动的距离 ｓ＝ｎｈ＝２×１ｍ＝２ｍ， 拉力做的总功 Ｗ总 ＝Ｆｓ＝３５０Ｎ×２ｍ＝７００Ｊ． 滑轮组的机械效率 η＝ Ｗ有用 Ｗ总 ×１００％ ＝５００Ｊ７００Ｊ×１００％≈７１．４％． 同学们也可以用η＝ＧＦｎ×１００％直接计算机械效率． 二、利用滑轮组将物体水平拉动一定的距离，此时 的有用功是物体克服摩擦所做的功，即Ｗ有用 ＝ｆｓ，用公 式η＝ Ｗ有用 Ｗ总 ×１００％ ＝ ｆｓＦｓ绳 ×１００％计算机械效率． 例２．小明利用如图２所示 的装置沿水平方向匀速拉动一 个重２０００Ｎ的物体Ａ，Ａ受到地 面的摩擦力为６００Ｎ，作用在绳 端的拉力为２５０Ｎ，则该装置的机械效率为 ． 解析：拉力做的有用功为Ｗ有用 ＝ｆｓ，绳端移动的距 离ｓ绳 ＝ｎｓ＝３ｓ，拉力做的总功为Ｗ总 ＝Ｆｓ绳． 滑轮组的机械效率 η＝ Ｗ有用 Ｗ总 ×１００％ ＝ ｆｓＦｓ绳 ×１００％ ＝ ｆＦｎ×１００％ ＝ ６００Ｎ ２５０Ｎ×３×１００％ ＝８０％． 三、如果不考虑摩擦和绳重，已知物重 Ｇ、动滑轮重 Ｇ动，可以用公式η＝ Ｗ有用 Ｗ总 ×１００％ ＝ Ｗ有用 Ｗ有用 ＋Ｗ额外 ×１００％ ＝ Ｇｈ Ｇｈ＋Ｇ动 ｈ ×１００％ ＝ ＧＧ＋Ｇ动 ×１００％来计算机械效率． 例３．如图３所示，拉力Ｆ将物体匀速提 升１ｍ，已知物体重２１Ｎ，动滑轮重３Ｎ（不考 虑摩擦和绳重），则Ｆ＝ Ｎ，滑轮组 的机械效率为 ． 解析：滑轮组上承担物重的绳子段数 ｎ＝３，因此拉力 Ｆ＝ Ｇ＋Ｇ动 ｎ ＝ ２１Ｎ＋３Ｎ ３ ＝８Ｎ． 滑轮组的机械效率 η＝ Ｗ有用 Ｗ总 ×１００％ ＝ Ｗ有用 Ｗ有用 ＋Ｗ额外 ×１００％ ＝ Ｇｈ Ｇｈ＋Ｇ动 ｈ ×１００％ ＝ ＧＧ＋Ｇ动 ×１００％ ＝ ２１Ｎ２１Ｎ＋３Ｎ× １００％ ＝８７．５％． 四、用同一滑轮组提升所受重力不同的物体时，应 注意机械效率η、绳端的拉力Ｆ是改变的，但是动滑轮重 Ｇ动 是不改变的． 例４．用如图 ４所示的滑轮组将重为 １２Ｎ的物体匀速提升２０ｃｍ，所用的拉力为 ５Ｎ，该滑轮组的机械效率为 ．当改 为提升１８Ｎ的重物时，该滑轮组的机械效率 为 ．（不计绳重和摩擦） 解析：利用滑轮组提升１２Ｎ物体的机械 效率 η１ ＝ Ｗ有用 Ｗ总 ×１００％ ＝ＧｈＦｓ×１００％ ＝ Ｇ Ｆｎ×１００％ ＝ １２Ｎ ５Ｎ×３×１００％ ＝８０％． 当物重改变为１８Ｎ时，机械效率 η提高了，不再是 ８０％，绳端的拉力 Ｆ改变了，不能用公式 η＝ Ｗ有用 Ｗ总 × １００％ ＝ＧｈＦｓ×１００％计算改变后的机械效率，我们可以 利用公式 η＝ Ｗ有用 Ｗ总 ×１００％ ＝ ＧｈＧｈ＋Ｇ动 ｈ ×１００％ ＝ Ｇ Ｇ＋Ｇ动 ×１００％来计算． 根据公式Ｆ＝ Ｇ＋Ｇ动 ｎ 可得， Ｇ动 ＝ｎＦ－Ｇ＝３×５Ｎ－１