内容正文:
12.3机械效率
知识点归纳
1.机械效率:
(1)定义:有用功占总功的比值
(2)有用功:对完成工作任务有用的功
(3)额外功:其他无实用价值而又不得不做的功
(4)总功:有用功与额外功之和
(5)公式:任何实际机械的机械效率:
2.功的原理:使用任何机械都不省功
3.机械效率和功率的区别
(1)两个不同的概念,无根本联系
(2)功率表示做功快慢
(3)机械效率指有用功占总功的比例
(4)
4.滑轮组的机械效率:
(1)概念:
(2)计算:
(3)提高滑轮组机械效率的方法:
①增加物重(增加有用功占比)
②减轻动滑轮重
③减少摩擦
(4) 特殊滑轮的机械效率:
考点1 机械效率的概念及表达式的运用
1.下列关于机械效率的说法中,正确的是( )
A. 机械效率可以达到100%
B. 机械效率的高低取决于有用功的多少
C. 使用滑轮组做功越快,机械效率越高
D. 用同一滑轮组提升质量不同的物体,机械效率不同
2.质量为56kg的中学生提着一捆质量为8kg的书,从一楼提到4米高的二楼,则他对书做的功为 J,他做功的效率为 %(保留一位小数).(g取10N/kg)
考点2 斜面机械效率的简单计算
3.工人师傅搬运货物时,在地面和卡车的车厢间倾斜放置一长木板搭成斜面,将地面上的货物沿斜面匀速拉上车厢用时15s。已知车厢高1.5m,木板长3m,货物质量为60kg,沿斜面所用的拉力为400N,g=10N/kg,则下列说法正确的是( )
A.工人做的总功为900J B.工人做的额外功为300J
C.工人做功的功率为60W D.此斜面的机械效率为80%
考点3 测量滑轮组机械效率
4.某同学做“探究滑轮组机械效率影响因素的实验”
(1)根据表中的数据计算得出第4次实验时绳端移动的距离s=______m,机械效率η=______;
(2)通过比较1、3和4三次实验数据得出:同一滑轮组,物重越大,滑轮组的机械效率______;
(3)在忽略摩擦力和绳重的前提下,通过第1次数据可算出两个动滑轮的总重力为______;
(4)以下选项中不影响滑轮组机械效率的因素是( )。
A.动滑轮的重力
B.绳子与滑轮之间的摩擦
C.钩码上升的高度
次数
钩码所受重力G/N
提升钩码的高度h/m
拉力F/N
绳移动的距离s/m
机械效率η
1
1.0
0.1
0.8
0.4
31.25%
2
1.0
0.2
0.8
0.8
31.25%
3
2.0
0.1
1.2
0.4
41.67%
4
3.0
0.1
1.5
考点4 滑轮机械效率的计算
5.空吊篮A重25N,绳子承受最大拉力100N。小壮用20N的力以2m/s的速度将A匀速提升到高处,忽绳重、摩擦、空气阻力。下列说法不正确的是( )
A.动滑轮所受的重力为15N
B.第2秒内克服滑轮重做的额外功为30J
C.此装置最多能匀速运载160N重的货物
D.此装置运载货物最高机械效率为92.5%
6.在某场馆建设中,采用了如图所示的装置提升重物,当工人师傅们用800N的拉力F向下拉绳,使重1200N的重物匀速上升了5m,下列说法中不正确的是( )
A.滑轮组的机械效率为75% B.拉力F做功为8×103J
C.绕在动滑轮上每股绳的拉力为600N D.动滑轮的重可能为380N
7.如图所示,重为800 N的物体在100 N水平拉力F的作用下以0.1 m/s的速度沿水平地面,向左匀速直线运动了20 s,滑轮组的机械效率为60%,在此过程中,下列说法正确的是( )
A. 绳子自由端移动距离为4 m
B. 物体与地面间的滑动摩擦力大小为120 N
C. 额外功的功率为12 W
D. 若物体的重力和运动速度不变,只增大水平地面的粗糙程度,则滑轮组的机械效率会降低
8.工人用如图所示的装置将重物提高5m,所用时间为10s。已知物重为800N,人对绳的拉力为500N(不计绳重和摩擦)。求此过程中:
(1)人提升重物做的有用功。
(2)人对绳的拉力做功的功率。
(3)滑轮组的机械效率。
(4)若将1000N重物提升4m,则拉力做功为多少?
考点5 滑轮组机械效率的综合计算
9.如图甲所示,虚线框内是由两个相同的滑轮安装成的滑轮组.利用该滑轮组提升质量为27 kg的物体所用的拉力为100 N.物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示,不计绳重和摩擦,g取10 N/kg.则( )
A. 拉力的功率为50 W B. 滑轮组中动滑轮重10 N
C. 该滑轮组的机械效率为90% D. 绳子自由端移动的速度为0.5 m/s
10.如图