12.3 机械效率(第1课时) 2022-2023学年人教版八年级物理下册

第 3 节 机械效率(第1课时) 知识点1 有用功、额外功和总功 如图所示，为了把重100N 的沙子从一楼运上三楼，体重相同的小刚、小明和小亮三位同学采用了 如图所示的三种方法.小刚用桶提着上楼，小明采用滑轮提升小桶的方法，小亮采用滑轮提升口袋 的方法. 方法一方法二 方法三 小亮小明 3m 把100 N的沙子运上三楼3m 沙子重100 N 桶重20 N3m 人体重400 N 口袋重5 N 动滑轮重10 N (1)将沙子运上三楼，他们对沙子做的功为 J. (2)小刚将沙子运上三楼，除了对沙子做功，还要对 和 做功. (3)小明将沙子运上三楼，拉力为 N.拉力做的功为 J. (4)小亮将沙子运上三楼，拉力为 N,拉力做的功为 J. (5)由此可见，使用动滑轮 省力， 省功.(均选填“可以”或“不可以”) 结论：(1)对人们有用的功叫做 ,如对 做的功. (2)不需要但又不得不做的功叫做 ,如对 等做的功， (3)有用功与额外功的总和叫做 第 一 页 共 7 页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 典例1(物理观念)用重20 N 的水桶到3 m 深 的井中打一桶水，水重30 N, 不计绳重，则打一次 水做的有用功是 J, 额外功是 J, 总功 是 J;若不慎将水桶落入井中，现打捞水 桶，里面也带了同样多的水，则此时有用功是 J,额外功是 J, 总功是 J. 变式1 如图所示，人向下拉绳提升重物.已 知物体重400N, 动滑轮重60N, 不计绳重及摩 擦，将重物匀速提升0.5 m, 人需要用的拉力为 N, 绳子自由端移动的距离为 m,人所做的有用功为 J. 1.使用任何机械都不省功，但可以省力或省距离， 2.有用功：在工作时，对人们有用的功.用符号 W 有表示. 3.额外功：在工作时，除有用功外不得不额外多做的功，用符号 W 表示. 4.总功：有用功与额外功的和.用符号 W 表示. 知识点2 机械效率 1.定义：有用功与总功的比值.用符号η表示. 2.机械效率的计算公式 3.用简单机械提升物体时，W 有=Gh,W=Fs,则 .如果用滑轮组提升物体，由于s=nh, 则η= 4.利用机械做功时，不可避免地要做额外功，使有用功总比总功小，而机械效率等于有用功和总功 的比值，所以机械效率总小于1(即小于100%). 注意事项：(1)机械效率η是个百分数，没有单位. (2)机械效率与功率 ①机械效率反映的是有用功占总功的百分比，和机械做功的快慢无关. ②功率反映力做功的快慢，和做多少有用功无关. ③机械效率和功率没有任何关系. (3)机械效率的高低与是否省力无关；与机械做功的多少无关. 2 下列关于功率和机械效率的说法中，正确的是 ( ) A.做功多的机械，机械效率一定高 B.功率大的机械，做功一定多 C.机械效率高的机械，功率一定大 D.做功快的机械，功率一定大 变式2 关于功率、机械效率，下列说法正确的是 ( ) A.机械效率越大，其功率就越大 B.越省力的机械，其功率就越小 C.做功越慢的机械，其机械效率就越低 D.有用功与总功的比值越大的机械，其机械效率就越高 3(科学思维)如图所 示，某工人利用滑轮组将一个重为900 N 的货箱 在 6s 内匀速提升了3 m.此过程中，绳子自由端所受的拉力F 为400 N,求： (1)工人做的有用功； (2)滑轮组的机械效率. 变式3 如图所示， 一辆货 车匀速从山底A 开到山顶 B.货车重为5.0× 10⁴N, 山坡 AB 的长 s 为2000 m, 高 h 为 300m, 牵引力保持2.5×10⁴ N 不变，不计空气阻力.求： (1)汽车从山底开到山顶牵引力所做的有 用功； (2)山坡的机械效率. 4 (物理学与工程实践) 天门山盘山公路层层叠起，直冲云霄，如图所示， 公路全长大约10 km, 公路的海拔落差高度约 1000 m.新能源纯电动客车满载时总质量为 6000kg, 以80 kW 的恒定功率、4 m/s 的速度沿 盘山公路从山底匀速行驶至山顶. (行驶过程中客 车所受重力和阻力的大小恒定不变， g 取10 N/kg)求：