9.求机械效率 小计算题型 复习教案 2022-2023学年人教版物理八年级下学期

9. 求机械效率大小 小计算题型 2023年人教版八年级下学期物理提升能力专项讲义 第一部分：真题解读 如图所示，用滑轮组拉动重70N的物体A，在10s内使A在水平方向上移动5m，所用拉力F为20N，地面对A的摩擦力为30N，则A运动速度是　 　m/s，滑轮组所做的有用功是　 　J，滑轮组的机械效率是　 　。 【解答】解： （1）A运动的速度v＝＝＝0.5m/s； （2）滑轮组做的有用功： W有用＝fs＝30N×5m＝150J； （3）由图可知：n＝2，绳子自由端移动的距离sF＝2s＝2×5m＝10m， 拉力F做的总功： W总＝FsF＝20N×10m＝200J， 滑轮组的机械效率： η＝＝×100%＝75%。 故答案为：0.5；150；75%。 第二部分：考点解读 机械效率： （1）定义：有用功跟总功的比值。机械效率总小于1，无单位。 （2）大小：η = W有用 / W总= G h / F s = G /（n F）= G物 /（G物 + G动） 不计f摩 （3）意义：只反映W有用在W总中所占比值，与做功多少、快慢、省力等无关! （4）影响滑轮组η的因素：G物、G动、f摩、G绳 简单机械 有用功 总功 额外功 机械效率 杠杆 W有用=Gh W总=Fs W额=W总－W有用 滑轮组 W有用=Gh W总=Fs W总=Gh+G动h（不计绳重和摩擦） W额=W总－W有用 W额=G动h（不计绳重和摩擦） 斜面 W有用=Gh W总=Fl W总=Gh+fl （f为摩擦力） W额=W总－W有用 W额=fl （f为摩擦力） 第三部分：例题解读 1、如图所示，小丽用滑轮组拉动重为600N的物体A，以0.1m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动10s，所施加的拉力F=100N（忽略绳重和滑轮重）。若该滑轮组的机械效率为75%，则绳端移动的距离为______m，滑轮组做的有用功为______J，地面对物体A的摩擦力为______N。 【详解】[1]由图可知，滑轮组中n=2，物体移动的距离为 则绳端移动的距离为 [2]拉力做的总功为 滑轮组克服物体与地面之间的摩擦力做的功，即有用功为 [3]故由可得，地面对物体A的摩擦力为 2、 某工人用如图所示的装置提升一堆砖。已知每块砖重40N，工人的质量为70kg，他的双脚与地面的接触面积为400（不计绳重和摩擦）。当工人匀速提升20块砖时，此装置的机械效率为80%，则工人对地面的压强为_________Pa。在此过程中，砖块上升的速度是0.2m/s，则工人做功的功率是________W。当工人用此装置提升_________块砖时，该装置的机械效率最高。（g取10N/kg） 【讲解】 【分析】 【详解】[1]由图中可知，动滑轮上有两股绳子承重，故绳子自由端移动的距离s与砖上升的高度h之间的关系为s=2h，由题意可知，20块砖的重力为 G=40N20=800N 因此装置的机械效率为80%，故有 解得绳子自由端的拉力为 对人受力分析可知，人受到向下的重力G人，向上的绳子拉力F与地面的支持力F支，由受力平衡可知，地面对人的支持力为 因人对地面的压力F压与地面对人的支持力F支是一对相互作用力，大小相等，故可知人对地面的压力为 故工人对地面的压强为 [2]因砖块上升的速度为0.2m/s，故可知绳子自由端移动的距离为 故可得工人做功的功率为 [3]由题意可知，当滑轮组提升的物体重力越大时，滑轮组的机械效率越高，由受力分析可知，当地面对人的支持力为零时，此时绳子对人的拉力最大，等于人的重力，即 当砖块的重力为G=800N时，滑轮组的机械效率为80%，即 解得动滑轮的重力为G动=200N，当绳子自由端的拉力为时，此时绳子自由端的拉力与砖块的重力的关系为 解得此时砖块的重力为 故提升砖块的块数为 3、 建筑工地的工人用如图所示的滑轮组来提升重物。已知重物G＝900N，不计绳重和摩擦，当绳子自由端的拉力F＝400N时，可将重物匀速提升2m。在此过程中，拉力F做功_______J，滑轮组的机械效率为_______；若将该滑轮组的机械效率提高5%，需要用此滑轮组提升_______N的重物。 【答案】 ①. 2400 ②. 75% ③. 1200 【讲解】 【详解】[1]由图可知，滑轮组绳子的有效股数n=3，则绳子自由端移动的距离 s=nh=3×2m=6m 拉力F做功 W总=Fs=400N×6m=2400J [2]拉力做的有用功 W有=Gh=900N×2m=1800J 滑轮组的机械效率 [3]不计绳重和摩擦，由 可得，动滑轮的重力 G动=nF-G=3×400N-900N=300N 将该滑轮组的机械效率提高5%时，其机械效率为η′=80%，设提升重物的重力为G′，因