第十一讲 机械效率和机械能（课件PPT）-【学海风暴·PK中考】2023中考物理备考（安徽专用）

第十一讲 机械效率和机械能 1 1 考点一 机械效率 名称 总功 额外功 有用功 定义 　 拉力(或动力)所做的功，物理学中叫总功 　 对我们没有利用的价值但又不得不做的功 　有利用价值的功叫有用功 公式 1．有用功、额外功和总功 考点聚焦 (1)定义：有用功和总功的________。 (2)公式：η＝_____________________。 (3)机械效率是一个比值，常用百分数表示。由于使用机械时总会做一些额外功，因此，机械效率总________(选填“大于”或“小于”)1。 　2.机械效率 比值　 小于 考点聚焦 温馨提示： 几个常用的机械效率公式： 通用公式：； 滑轮组平移物体：； 滑轮组提升物体： (若不计绳重和摩擦，只考虑滑轮重时，最终可表示为： )。 归纳拓展 (常州中考) 用如图所示的滑轮组提升300N重物，在绳子自由端施加的拉力为125N，4s内重物匀速上升2m，不计绳重和轮、轴间摩擦。则( ) A.绳子自由端移动的距离为4m B.动滑轮重50N C.拉力做功的功率为150W D.此过程滑轮组的机械效率为80% D 【分析】 （1）滑轮组的结构可知，承担物重的绳子股数n=3，则 （2）已知物体的质量，根据公式可求物体的重力；已知物体的重力和拉力，不计绳重和摩擦，利用求动滑轮的重； （3）根据求出有用功和总功，根据求出拉力的功率； （4）由求出有用功，根据求出滑轮组的机械效率。 强化训练 【解析】 A.由图知，承担物重的绳子股数n=3， 则绳子自由端移动的距离为，故A错误； B.因不计绳重和摩擦，所以(G物+G动）， 即：125N=(300N+G动），所以动滑轮重：G动=75N，故B错误； C.拉力做的功：， 拉力的功率：，故C错误； D.利用滑轮组所做的有用功：， 滑轮组的机械效率：，故D正确； 故选：D。 名师点拨 本题考查了使用滑轮组拉力的综合计算，根据题图确定n的大小（直接从动滑轮上引出的绳子股数）是解答本题的突破口；知道在不计绳重和摩擦的情况下，拉力和物重的关系) 是解答本题的关键。 解题小窍门 名师点拨 实验一 测量滑轮组的机械效率 1.实验器材： 刻度尺、钩码、弹簧测力计、铁架台、一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组、两个定滑轮和两个动滑轮组成的滑轮组、长约2 m的细绳。 2.实验步骤: 考点聚焦 (1)钩码的重力由弹簧测力计测出。 (2)匀速竖直拉动弹簧测力计使钩码G 升高。注意“匀速竖直拉动”。测拉力时，拉力F 的大小由弹簧测力计上的示数读出。 (3)钩码上升的高度(h)可用竖直放置在钩码旁的刻度尺读出。 (4)细绳自由端通过的距离(s)的测定：可事先在细绳始端作一记号A，记录物体在初始位置时A点对应刻度尺的读数s1，当物体被提升到某位置时，记录此时A点对应刻度尺的读数s2，两刻度之间的距离s=s2-s1，即为细绳自由端通过的距离s. 实验结论： 影响滑轮组机械效率高低的主要因素有滑轮越重，个数越多，则额外功相对就多；提升重物越重，做的有用功相对就多，机械效率就越高；若各种摩擦越大，做的额外功就多，机械效率就越低。 考点聚焦 考点聚焦 （泰安中考） 图甲是某学习小组“测量滑轮组的机械效率”的示意图。用弹簧测力计竖直向上拉动绳子自由端，将重为4.5N的物体从A位置提升到A′位置，同时弹簧测力计从图中的B位置上升到B′位置，在这个过程中，弹簧测力计的示数如图乙所示。请你根据他们做的实验完成下列问题： （1）物体提升的高度是_____cm，拉力是____N，该滑轮组的机械效率η=_____； （2）若在图甲装置的基础上，增加一个动滑轮，改为图丙所示的装置，提升同一物体，则滑轮组的机械效率________（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 　5.0　 　2　 　75% 　变小　 强化训练 【分析】 （1）读出BB'之间的距离，根据滑轮组的特点求出物体上升的高度；根据测力计的分度值读出测力计示数；知道物体重力和物体升高的距离，求出绳子自由端移动的距离，读出弹簧测力计的示数；根据 求出机械效率。 （2）根据额外功的变化判定机械效率的变化。 【解析】 （1）测力计B位置匀速提升到B'位置，测力计上升的高度为：；由图可知，有3段绳子拉着动滑轮，则物体上的高度为：； 由图可知，测力计的示数为2N； 该动滑轮的机械效率：； （3）若在图甲装置的基础上，增加一个动滑轮，此时有用功不变，克服动滑轮重力所做的额外功变大，故机械效率变小。 【点评】学生进行实验时，只知道要竖直向上匀速拉动绳子，但是不知道为什么这样做，其目的是：保证拉力大小不变，绳子自由端移动距离是物体升高距离的n倍（n是指承担物体和动滑轮总重的绳子的段