内容正文:
物 理
第一部分 回归教材,基础提升
第16课时 机械效率
(人教八下P85-88;沪科八全P202-205;鲁科八下P86-90;教科八下P86-89)
知识点1 认识总功、有用功和额外功
三种功 有用功 额外功 总功
定义 对人们有用的功叫做有用功,用
① W有 表示 对人们无用,但不得不做的功叫做额外功,用② W额 表示 有用功与额外功之和是总共做的功,叫做总功,用③ W总 表示
W有
W
额
W总
知识点2 机械效率的理解
1.机械效率
机械效率 定义 物理学中,将① 有用功 跟② 总功 的比值叫做机械效率
公式 机械效率通常用③ 百分数 表示,公式为④ η=
有用功
总功
百分数
η=
机械效率 规律 有用功是总功的一部分,W有⑤ < W总,因此η总是⑥ 小于 1
影响因素 (1)物体重力;(2)机械自身重力;(3)机械摩擦
提高方法 (1)在额外功不变时,⑦ 增大 有用功,如使用一定的机械提升重物,增大被提升物体的重力;(2)在有用功不变时,⑧ 减小 额外功,如提升的重物一定时,减小所用机械的摩擦
<
小
于
增大
减小
2.滑轮组的机械效率
滑轮组
的机械
效率 计算公式 η====
不计摩擦时:
η=
其中,G动表示动滑轮的重力
滑轮组
的机械
效率 影响
因素 (1)物体重力;
(2)绳重及动滑轮重;
(3)机械摩擦
提高
方法 (1)⑨ 增大 物体的重力;
(2)⑩ 减小 绳重及动滑轮重;
(3)⑪ 减小 机械摩擦,例如添加润滑油
增大
减小
减小
知识点3 常见机械的机械效率计算
机械种类 图形 W有 W额 W总 η
杠杆 W有=Gh 克服杠杆
自身的重力做功 W总=Fh' η==
斜面 W有=Gh W额=fs
(克服斜面摩擦力做的功) W总=Fs η==
滑轮组 纵
向 W有=Gh W额=G动h
(不计绳
重和摩擦) W总=Fs η==
滑轮组 横
向 W有=fs物 克服机械
自重和摩
擦所做的功 W总=Fs绳 η==
重难点一 比较机械效率的大小
【例1】(2021·自贡中考)将规格完全相同的滑轮,用绳子绕成图中的甲、乙滑轮组.使用甲、乙滑轮组分别匀速提升重力为G1、G2的两物体,升高相同的高度.绳自由端施加的拉力大小分别为F1和F2,物重G1>G2,不计绳重和摩擦.则下列判断正确的是( )
A.拉力F1一定大于F2
B.乙滑轮组的机械效率较高
C.甲、乙滑轮组做的有用功相同
D.甲的额外功与有用功的比值较小
思路导引 当不计绳重、摩擦时,滑轮组的机械效率为η===,由公式可以得出:①在动滑轮重力不变时,提升物体重力越大,机械效率越高;②在提升物体质量不变时,动滑轮重力越小,机械效率越高.
答案:D
重难点二 各种机械效率的计算
【例2】(2021·宁夏中考)如图所示,斜面长3 m,高0.6 m.工人在6 s内将重600 N的物体从底端沿斜面向上匀速拉到顶端,拉力是150 N.工人做的有用功为 J,斜面的机械效率为 .
思路导引 用斜面提升物体时,有用功是克服物体重力做的功W有=G物h;总功是拉力(推力)做的功W总=Fs;然后根据公式η=求机械效率即可.
答案:360 80%
【例3】(2022·天津中考)实验时,小芳用如图所示的滑轮组,将重为8 N的物体匀速提升0.5 m.已知动滑轮的重为2 N,不计绳重和摩擦,则( )
A.拉力F为4 N
B.有用功为5 J
C.绳子自由端移动距离为1.5 m
D.该滑轮组的机械效率为80%
思路导引 图中使用的滑轮组承担物重的绳子股数n=2,不计绳重和摩擦,利用F=(G物+G动)求拉力大小;根据W有=Gh求拉力做的有用功;由图知,n=2,则绳子自由端移动距离s=2h;利用W总=Fs求拉力做的总功,利用机械效率的公式求滑轮组的机械效率.
答案:D
重难点三 根据功计算力
【例4】如图所示,小丽用滑轮组拉动重为600 N的物体A,以0.1 m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动10 s.所施加的拉力F=100 N(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.
思路导引 知道机械效率和总功后,可以根据公式W有=ηW总计算有用功;而用滑轮组水平拉动物体时,有用功是克服水平面对物体的摩擦力做的功,即W有=fs物,可以据此公式的变形公式f=计算摩擦力.
答案:2 150 150
实验 测量滑轮组的机械效率
某小组同学在探究滑轮组的机械效率与哪些因素有关时,提出了一些猜想并对猜想