11.3如何提高机械效率第2课时机械效率的计算课件 2023-2024学年沪粤版九年级上册物理

11.3 如何提高机械效率 第2课时 机械效率的计算 常见简单机械的机械效率 知识梳理 比较 滑轮组 斜面 竖直匀速 水平匀速 示意图 有用功 W有=G物h W有=fs物 W有=G物h 额外功 W额=G动h W额=f轮s轮 W额=fs 总功 W总=Fs W总=Fs W总=Fs 机械 效率 (1) = (2) == (3) = (1) = (2) == (1) = (2) = 说明 h指物体上升的高度,s指拉力移动的距离,(3)式不考虑摩擦与绳重 s物指物体移动的距离,s指拉力移动的距离,额外功主要是克服摩擦力产生 h指物体上升的高度,s指拉力移动的距离 滑轮组的机械效率 例1 如图所示,用6 N的力将重10 N的物体匀速向上提升2 m,用时4 s.不计绳重和摩擦,求: (1)拉力F做的总功; 解:(1)由图知,n=2,不计绳重和摩擦,拉力端移动的距离s=2h=2 2 m=4 m 拉力做的总功W总=Fs=6 N 4 m=24 J 答:(1)拉力F做的总功为24 J; 知识点突破 (2)拉力F做功的功率; 解:(2)拉力做功的功率P===6 W 答:(2)拉力F做功的功率为6 W; (3)滑轮组的机械效率. 解:(3)拉力做的有用功 W有用=Gh=10 N 2 m=20 J 滑轮组的机械效率 = 100%= 100%≈83.3%. 答:(3)滑轮组的机械效率为83.3%. 例2 如图所示,用20 N的拉力F沿水平方向拉绳子的一端,使重400 N的物体A以0.1 m/s的速度沿水平地面向左匀速运动了10 s,已知滑轮组的机械效率为80%(不计滑轮自重),则此过程中( D ) D A.绳子自由端移动的距离为2 m B.物体A受到的摩擦力为60 N C.拉力F的功率为2 W D.拉力F所做的有用功为48 J A.绳子自由端移动的距离为6 m B.动滑轮重100 N C.拉力做功的功率为100 W D.滑轮组的机械效率为60% 如图,用300 N的力将重为500 N的物体在10 s内匀速提升2 m,不计绳重和摩擦,在此过程中( B ) B 对点突破 斜面的机械效率 例3 水平地面上放着重为200 N、边长为0.2 m的正方体物块,现用斜面将其由底端匀速拉到顶端,如图所示.已知平行于斜面的拉力为120 N,物体移动的距离为2 m,升高1 m.求: (1)斜面的机械效率; 解:(1)使用斜面做的有用功 W有=Gh=200 N 1 m=200 J 拉力做的总功W总=Fs=120 N 2 m=240 J 斜面的机械效率 = 100%= 100%≈83.3% 答:(1)斜面的机械效率为83.3%; (2)物块沿斜面向上滑动时所受的摩擦力大小. (2)因为W总=W有+W额,所以克服摩擦力做的额外功 W额=W总-W有=240 J-200 J=40 J 由W额=fs得摩擦力的大小 f===20 N. 答:(2)物块沿斜面向上滑动时所受的摩擦力大小为20 N. B.有用功为400 J C.拉力F的功率为3 W D.物体与地面间的摩擦力为72 N 1.如图所示,重400 N的物体在30 N的水平拉力F的作用下,以0.1 m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了10 s,滑轮组的机械效率是80%,则在此过程中下列说法正确的是( D ) A.绳子自由端移动的距离是1 m D 课堂练习 2.如图甲所示是高空作业的师傅在美化楼体外墙的情境,其平台结构的原理简图如图乙所示,吊篮的质量为40 kg,两名工人及工具的总质量为200 kg,某次吊升过程中,吊篮在30 s内匀速上升了6 m.不计滑轮重、绳重和摩擦,g取10 N/kg.则下列说法正确的是( B ) A.使用该装置可以省距离,但不能省功 B.电动机拉动绳子的功率为480 W C.整个装置的机械效率为73.3% D.在承载范围内,工人及工具的总质量越大,该装置的机械效率越低 B 3.如图所示,在斜面上将一个重6 N的物体从底端匀速拉到顶端,物体沿斜面向上滑动时所受摩擦力为1 N,斜面长4 m,高1 m.则拉力做的有用功为 6 J,沿斜面向上的拉力为 2.5 N,斜面的机械效率为 60% . 6 2.5 60% 4.如图所示,工人师傅用一个定滑轮和动滑轮组成滑轮组,把重为500 N的箱子在1 min内匀速提升5 m,作用在绳的自由端的拉力是300 N,不计绳重和摩擦,取g=10 N/kg.求: (1)动滑轮的重力; 解:(1)由图示可知,使用滑轮组承担物重的绳子有效股数n=2,不计绳重和摩擦时,拉力F=(G+G动),则动滑轮的重力 G动=2F-G=2 300 N-500 N=100 N 答:(1)动滑轮的重力为100 N; (2)此过程中该装置的机械效率; (2)拉力做的有用功 W