内容正文:
机械效率
考点1 机械效率(6年2考,2023考查)
1.有用功:为了达到目的,必须做的功,用符号W有表示。表达式:W有= G物h (克服或利用重力做功)或W有= fs (克服摩擦力做功)。
2.额外功:为了达到目的,使用机械做功时,克服机械自重和机械间的摩擦做的功,用W额表示,表达式:W额=G机械h或W额=fL。
3.总功:为了达到目的,拉力(或动力)做的功,用W总表示,表达式: W总=Fs或W总=W有+W额 。
G物h
fs
W总=Fs或W总=W有+W额
4.机械效率: 有用功 和 总功 的比值叫机械效率,用 η 表示,表达式为η=。机械效率是机械性能优劣的一个体现,机械效率越高,机械的性能越好。由于额外功总是存在的,所以一切机械的效率都小于 1(100%) 。使用机械可以省力,可以省距离,但不可以省功。
有用功
总功
η
1(100%)
滑轮组 斜面
竖直方向 水平方向
示意图
W有 W有= G物h W有=fs物 W有=Gh
W额 W额=G动h — W额=fl
G物h
5.滑轮组和斜面的机械效率(忽略绳重以及机械的摩擦)
滑轮组 斜面
竖直方向 水平方向
W总 W总=Fs=F·nh W总=Fs=F·ns物 W总= Fl
Fl
滑轮组 斜面
竖直方向 水平方向
机械效率(η) η=
η=
η= η== η==
滑轮组 斜面
竖直方向 水平方向
提高机械效率的方法 增加物重;减小动滑轮重;减小绳与滑轮间的摩擦 减小滑轮与绳子间的摩擦 增大斜面倾斜程度;减小摩擦
· 教材素材对点练·(针对考点1)
如图甲所示的斜面高为1 m,长为3 m,工人用大小为1 000 N、方向沿斜面向上的力将重为2 700 N的箱子匀速推到车上。该过程物体克服重力所做的功是 2 700 J;重物受到的摩擦力是 100 N;若改用如图乙所示的滑轮组提升该重物,若所用拉力为1 500 N,则该滑轮组的机械效率为 60% 。
2 700
100
60%
教材图片 命题点 一题练透
八下P81图12.2-1 定滑轮及其工作特点 1.如图所示,小明利用滑轮将放在水平地面上重为200 N的沙袋吊到二楼。小明使用的滑轮是 定 滑轮,若绳子另一端施加的拉力F为180 N,则该物体此时对地面的压力为 20 N,使用这个滑轮的好处是 可以改变力的方向 。
定
20
可以改
变力的方向
教材图片 命题点 一题练透
八下P88图12.3-3 斜面的特
点及计算 2.如图所示,沿斜面向上拉一个重G=6 N的物体到斜面顶端,斜面长1.2 m,高0.3 m,不考虑摩擦力,则拉力应为 1.5 N。若实际拉力为1.8 N,则斜面的机械效率为 83.3% ,拉动物体时物体所受摩擦力为 0.3 N。
1.5
83.3
%
0.3
实验16 测量滑轮组的机械效率
设计实验与制订计划 1.实验装置
2.实验器材:刻度尺、铁架台、滑轮、细绳、弹簧测力计、钩码若干。
3.实验原理: η= 。
η=
设计实验与制订计划 4.控制变量法的应用
(1)探究滑轮组的机械效率与所提升物体的重力之间的关系:控制动滑轮重、钩码上升高度、绳子绕法相同,改变所提钩码的个数。
(2)探究滑轮组的机械效率与动滑轮重力之间的关系:控制所提钩码的个数、钩码上升的高度、绳子绕法相同,改变动滑轮的重力。
设计实验与制订计划 (3)探究滑轮组的机械效率与物体被提升的高度的关系:控制同一滑轮组的绳子绕法、所提钩码的个数相同,改变钩码被提升的高度。
(4)探究滑轮组的机械效率与绳子绕法的关系:控制同一滑轮组所提钩码的个数、提升钩码的高度相同,改变绳子的绕法。
进行实验与收集证据 5.实验步骤
(1)将弹簧测力计在竖直方向调零,用弹簧测力计测出钩码的重力,并记录数据。
(2)按照如图所示的方式组装滑轮组,记下钩码和绳子自由端的位置。
(3)缓慢拉动弹簧测力计,读出拉力F的大小并记录,用刻度尺测出钩码上升的高度h和绳子自由端移动的距离s并记录。
(4)改变钩码上升的高度和钩码的个数,多做几次实验。
(5)整理实验器材。
进行实验与收集证据 6.实验记录
实验次数 钩码所受的重力G/N 提升高度h/m