第5课 机械效率-【帮课堂】2023-2024学年九年级物理上册同步学与练（苏科版）

第5课 机械效率 学习目标 1. 知道有用功、额外功、总功； 2. 理解机械效率定义、大小范围、表示方法、公式、影响因素； 3. 知道有用功、额外功、总功关系式； 4. 理解机械效率的计算及公式。 5. 机械效率只是反应有用功和总功的比值，和做功多少、做功的距离、省力费力、做功快慢等因素无关； 6. 了解杠杆、滑轮(组)、斜面等简单机械效率的影响因素； 02 预习导学 1． 功的原理：使用机械时，人们所做的功，都不会少于直接用手所做的功，也就是使用任何机械都 。 　　在理想情况下，使用机械所做的功等于不使用机械所作的功。 　　在实际情况中，使用机械所做的功大于不使用机械所作的功。 2． 有用功：为了 的功。如提沙子上楼时对沙子做的功就是有用功。利用机械工作时对工作目的物做的功叫有用功。 公式：W有用＝ (提升重物)= = ；斜面：W有用= 。 3． 额外功：对人们完成某件事情来说 ，但 的功，如提沙子上楼时对桶、滑轮等做的功就是额外功。 公式：W额= = (忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组)；斜面： W额= 。 4． 额外功产生的主要原因：提升重物时，克服 、 等所做的功，以及克服机械的 所做的功。 5． 总功：使用机械时， 做的功，例如：用桶从井中打水。由于工作目的是水，所以对水做的功是有用功，对桶做的功是额外功，人在 过程中做的功是总功。 公式：W总= = = 。 6． 机械效率：物理学中，将 与 的比值称为机械效率。 公式：η= ×100％η是一个没有单位的量，常用百分数表示。 7． 需要注意的几个问题： 1　 机械效率只有大小没有单位； 2　 由于有用功总小于总功，所以机械效率总小于1，通常用百分数表示； 3　 机械效率是标志机械做功性能的好坏的物理量之一，机械效率越高，做的有用功占总功的比例就越大这个机械的做功性能就越好。 8． 计算机械效率的各种变形式. 1　 在竖直方向上提升物体,η＝＝＝＝ (对于杠杆:n＝s/h＝；对于滑轮组:n＝s/h,s为动力移动的距离,h为物体提升的高度) 2　 注:若只计动滑轮的重,则F＝(G+G轮)/n,机械效率η还可等于,即η＝ . 3　 在水平方向上拉动物体,η＝＝ (s物为物体移动的距离,s动力为拉力移动的距离) 4　 机械效率与功率的区别 功率是表示机械做功的快慢,功率大只表示机械做功快；机械效率是表示机械对总功利用率高低的物理量,效率高只表示机械对总功的利用率高.因此,功率大的机械不一定机械效率高,如内燃机车的功率是4210W,但它的效率只有30—40%；而机械效率高的机械,它的功率不一定就大,如儿童玩具汽车的电动机效率可达80%,但功率只有几瓦. 机械效率的高低与机械是否省力无内在联系,不能认为越省力的机械效率就越高. 03 探究提升 知识点一：有用功、额外功、总功 1． 有用功：对人们有用的功，等于直接用手对重物所做的功(Gh)。公式：W有用＝Gh(提升重物)=W总－W额=ηW总。 2． 额外功：并非我们需要但又不得不做的功。公式：W额=W总－W有用=G动h(忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组)。 3． 总功：有用功加额外功或动力所做的功。公式：W总=W有用＋W额=Fs=W有用／η。 【探究重点】 总功也可以认为是人们使用机械时实际做的功。，式中是作用在机械上的动力，是动力通过的距离。 【例题精讲】 1. （2023·天津部分区二模）某建筑工地上，工人用滑轮组和桶组成的装置将水泥从地面匀速运至距地面高为的楼层，如图所示。若工人所用拉力为，水泥重为，桶重为，动滑轮重为，不计绳重和摩擦，此过程中该装置的机械效率为，则下列关系正确的是（　　） A．拉力 B．有用功 C．总功 D．机㭜效率为 【巩固训练】 2. （2022·甘肃兰州·一模）利用如图所示的滑轮组，在5s内将重100N的物体匀速提升1m。动滑轮重20N，不计绳重与摩擦，下列说法正确的是（　　） A．滑轮组所做的有用功120J B．滑轮组所做的总功180J C．滑轮组的机械效率为66.7% D．滑轮组中绳子自由端的拉力的功率为24W 知识点二：杠杆机械效率 【探究重点】 注意杠杆阻力作用点移动距离、动力移动距离对功计算的影响 W有用=Gh；W总=Fs ；W额=W总－W有用 ； 【例题精讲】 3. 小明在探究杠杆的平衡条件的实验中，以杠杆中点为支点。 （1）在调节杠杆平衡时，小明发现杠杆右端低左端高，要使它在水平位置平衡，应将杠杆右端的平衡螺母