内容正文:
机械效率
第18讲
1
考点清单
实验 测量滑轮组的机械效率
2
典例练考点
3
纵向实验一题多设问
4
成都8年真题子母题
一、定义:物理学中把_______跟______的比值叫做机械效率,符号是η.
二、公式:η=____________.
考点清单
有用功
总功
简单机械类型 有用功W有用:无论采取哪种方法都必须做的功 额外功W额:并非我们需要但又不得不做的功 总功W总:拉力F做的功(W总=W有用+W额外)
物体G上升高度为h时所做的功W有用=____ 忽略绳重及摩擦,物体上升高度为h时,克服动滑轮自重G动所做的功
W额外=______ 拉力F作用下移动距离s所做的功W总=Fs
克服摩擦力f所做的功
W额外=___
三、
Gh
G动h
fs
简单机械类型 有用功W有用:无论采取哪种方法都必须做的功 额外功W额:并非我们需要但又不得不做的功 总功W总:拉力F做的功(W总=W有用+W额外)
物体移动s物,克服摩擦力f所做的功W有用=_____ 克服绳与轮轴之间摩擦所做的功 拉力F作用下移动距离s所做的功W总=Fs
fs物
四、机械效率的理解
(1)使用任何机械都不能省功.使用任何机械都不可避免地要做额外功,有用功总是______总功,所以机械效率总是小于1,机械效率通常用百分数表示.
(2)竖直方向使用的滑轮组(忽略绳重及摩擦): 滑轮组的机械效率与动滑轮的重力、物体的重力有关. 物体越重,动滑轮越轻,滑轮组的机械效率越大.
小于
五、提高机械效率的方法
(1)滑轮组:对于同一滑轮组,增大物重、减小动滑轮自重、减小机械摩擦等.
(2)斜面:减小斜面的摩擦(使斜面变得光滑)、增大斜面倾斜角度等.
1. 用如图甲所示的滑轮组提升重100 N的物体.已知拉力F为40 N,不计绳重和摩擦,物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示.
(1)反映物体运动的图线是____(选填“A”或“B”);
(2)动滑轮重为_____N;
(3)0~3 s内拉力F所做的有用功为_____J;
典例练考点
考点
一
滑轮组机械效率的相关计算(8年7考)
B
20
150
解题关键点
根据“相同时间内,绳子自由端移动的距离比物体移动的距离大”即可解答第(1)问;第(2)问,对动滑轮进行受力分析,可得出动滑轮重力的大小.
(4)0~3 s内拉力F所做的总功为_____J;
(5)0~3 s内拉力F做功的功率为_____W;
(6)滑轮组的机械效率为_______(百分号前保留一位小数).
180
60
83.3%
2. 工人师傅用如图所示的滑轮组,拉着水平地面上重为35 N的物体做匀速直线运动,手的拉力为20 N,物体移动的速度为0.1 m/s,物体受到地面的摩擦力为32 N,不计绳重和摩擦.(g取10 N/kg)
(1)绳子自由端移动的速度为_____m/s;
(2)动滑轮的重力为____N;
(3)工人师傅拉力做功的功率为____W;
(4)该装置的机械效率为______.
0.2
8
4
80%
3. 为了方便残疾人上下台阶,很多公共场所设计了如图所示的专用通道.小李将重800 N的小车沿10 m长的斜面推至1.5 m高的入口处,沿斜面所用的推力为200 N.(g取10 N/kg)
(1)和直接上楼梯台阶相比较,专用通道可以_____(选填“省力”“省功”或“省距离”);
考点
二
斜面机械效率的相关计算(2021.B卷4D)
省力
(2)小李在该过程中做的有用功______J;
(3)小李在该过程中做的总功______J;
(4)此过程中所受斜面摩擦力大小为____N;
(5)斜面的机械效率为______.
1 200
2 000
80
60%
纵向实验一题多设问
实验
测量滑轮组的机械效率
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例 某小组同学利用带横杆的铁架台、刻度尺、弹簧测力计、细绳、钩码和滑轮进行“测量滑轮组的机械效率”实验,实验装置如图所示. 设计方案,收集证据
(1)本实验的原理是__________________.
(2)实验中,使用滑轮组提升钩码时,应竖直
向上______缓慢拉动弹簧测力计.
匀速
(3)小组同学发现实验过程中边拉动边读数,弹簧测力计示数不稳定,应该静止读数.这样操作对实验的影响分析错误的是( )
A. 会使绳端的拉力减小
B. 会使绳端的拉力增大
C. 会使其额外功减小
D. 会使其机械效率增大
B
(4)实验过程中用刻度尺测量物体、绳端移动的距离,并改变物重进行多次