第十二章 简单机械 专项2 功、功率与机械效率的综合 课件 -2023-2024学年人教版物理八年级下册

第十二章　简单机械 专项2 功、功率与机械效率的综合 功是指力与在力的方向上通过的距离的乘积；功率是表示做功快慢的物理量，功率大表示做功快，做功并不一定多；机械效率是有用功与总功的比，是表示机械性能的一个重要参数，机械效率与功率没有关系，功率大的机械效率不一定高。 类型一 功、功率与机械效率的概念辨析 1．关于功、功率和机械效率，下列说法正确的是(　 　) A．机械效率可以达到100% B．使用滑轮组越省力，机械效率越高 C．在一定时间内，做功越多，功率越大 D．使用机械可以省功 C 2．下列说法正确的是(　 　) A．做功越快的机械，它的机械效率越高 B．滑轮组的机械效率高低与动滑轮重力大小无关 C．功率大的机械一定比功率小的机械做功快 D．杠杆的动力臂越长越省力 C 测量功率，需要测量的量有作用在物体上的力、物体在力的方向上通过的距离和通过这段距离所用的时间；测量机械效率需要测量的量有物体的重力、物体升高的距离、人对机械用的力、动力作用点移动的距离。测量时要认真设计实验，要分析造成误差的原因，尽量减小误差。 类型二 功、功率与机械效率的测量 3．在“测量滑轮组的机械效率”的实验中： (1)实验原理是_______________。 (2)实验中操作的要求是应__________、_____拉动弹簧测力计，使物体缓缓上升，在测量绳端所受的拉力时，弹簧测力计应_________(填“保持静止”或“匀速上升”)。弹簧测力计静止时，测量绳端所受的拉力会______(填“偏大”或“偏小”，下同)，所测机械效率将______。 竖直向上 匀速 匀速上升 偏小 偏大 (3)小明用同一滑轮组进行了三次实验，如图所示，实验数据记录如下表所示。 次数 钩码重G/N 钩码上升 距离h/cm 弹簧测力计示数F/N 弹簧测力计上升距离s/cm 机械效率η 1 2 10 0.8 30 83.3% 2 4 10 1.5 30   3 6 10   30 90.9% ①第2次实验中提升钩码做的有用功是____J，滑轮组的机械效率为_______(结果保留一位小数)； ②第3次实验中，弹簧测力计的示数漏填，由图丙可知，弹簧测力计的示数为____N； ③分析数据可得结论：_________________________________________。 0.4 88.9% 2.2 同一滑轮组的机械效率随物重的增加而增大 4. 风车是利用风力做功的装置。小亮制作了一架小风车，用如图所示的实验装置，粗测风车在一定风速下做功的功率。 (1)该装置是通过测量细线对_________做功的功率来测定风车做功的功率。实验时，需要逐渐增加挂在细线下的回形针数量，直到细线恰好缓慢匀速提升回形针为止，此时细线的拉力大小等于_______________。 回形针 回形针的重力 (2)需要测量的物理量及其符号是：回形针的总重力G、回形针匀速上升的______和_______，则风车做功的功率P＝____。(用测量的物理量符号表示) (3)小亮用这种方法测量的风车做功的功率____(填“大于”“小于”或“等于”)风车的实际功率。 高度h 时间t 小于 使用杠杆或斜面提升物体时，都有W有＝Gh，W总＝Fs，η＝ ×100%，要注意公式变形。 类型三 杠杆、斜面中功、功率与机械效率的综合计算 5. 由于在使用杠杆时的摩擦非常小，故杠杆是一种机械效率非常高的简单机械。如图所示，物体重为720 N。求： (1)若手对杠杆向下的力为200 N，则杠杆的动力臂与阻力臂的比值为多少？ 解：杠杆受到的阻力F2＝G＝720 N，动力F1＝200 N 由杠杆平衡条件可得F1l1＝F2l2 则杠杆的动力臂与阻力臂的比值l1∶l2＝F2∶F1＝720 N∶200 N＝18∶5 答：动力臂与阻力臂的比值为18∶5； (2)若用一根机械效率为90%的杠杆将一个720 N的物体提升5 cm，则有用功为多少？需要做多少总功？ 解：使用杠杆做的有用功W有＝Gh＝720 N×0.05 m＝36 J 答：物体提升5 cm，有用功为36 J，需要做40 J的总功。 6.斜面是一种常见的简单机械，在生产和生活中利用斜面提升物体可以省力。图示为斜面高为h＝2 m，斜面长为L＝5 m。现用平行于斜面的拉力F＝200 N，将一个G＝400 N重物从斜面底端匀速拉到斜面顶端。求： (1)拉力做的总功； 解：拉力做的总功W总＝FL＝200 N×5 m＝1 000 J 答：拉力做的总功为1 000 J； (2)斜面的机械效率； 解：有用功为W有＝Gh＝400 N×2 m＝800 J 答：斜面的机械效率为80%； (3)已知物体沿斜面上升过程中，斜面对物体摩擦力所做的功是额外功，则物体所受斜面的摩擦