内容正文:
物理
第一部分 回归教材 夯实基础
第18课时 机械效率基础
1.使用机械可以省力,那么它是否也可以省功呢?复习课本八年级下册P85实验“使用动滑轮是否省功”,实验装置如图所示,实验时数据记录如下:(忽略绳重)
力/N 移动距离/m 力做的功/J
G=5 h=1 W直= 5
F=4 s= 2 W机= 8
(1)表格中两行数据分别是直接提升重物和用动滑轮提升重物测得,通过计算将表格补充完整.
(2)在上面实验中,使用动滑轮提升重物比不用动滑轮直接提升物体多做了 3 J的功,原因是 克服动滑轮重和绳子与滑轮间摩擦做功 .
(3)若实验过程中使用的动滑轮重为1 N,则克服动滑轮重做功为 1 J,克服绳子与滑轮的摩擦做功为 2 J.
(4)比较两次提升重物做的功,可得到的结论是 使用动滑轮不能省功 .
5
2
8
3
克服动滑轮重和绳子与滑轮间摩擦做功
1
2
使用动滑轮不能省功
2.在用动滑轮提升重物时,动滑轮对物体所做的功是我们的目的,这部分功叫 有用功 ;同时不可避免地要对动滑轮本身做功和克服摩擦做功,这部分功叫 额外功 ;总功等于 有用功加额外功 ,这三种功的关系式为(用字母表示): W总=W有+W额 .
3.物理学中将 有用功与总功的比值 叫做机械效率,表达式为 η= .第1题中动滑轮提升重物的机械效率为 62.5% .
有用功
额外功
有用功加额外功
W总=W有+W额
有用功与总功的比值
η=
62.5%
4.根据机械效率的定义便可以测量机械的效率.复习课本八年级下册P87实验“测量滑轮组的机械效率”,实验装置如图所示,实验时数据记录如下:(忽略绳重)
(1)本实验的测量原理是 η= .
其中有用功通过 W有=Gh 计算得到,总功通过 W总=Fs 计算得到.
(2)实验中应沿 竖直 方向 匀速 拉动弹簧测力计,并在拉动过程中读出示数.
W有=Gh
W总=Fs
竖直
匀速
η=
次数 钩码重
力G/N 上升高度
h/m 绳端拉
力F/N 绳端移动
距离s/m 机械效率
1 1 0.1 0.7 0.3 47.6%
2 2 0.1 1.1 0.3 60.6%
3 4 0.1 2 0.3 66.7%
66.7%
(3)将第三次实验的机械效率填入表格,通过比较你能得到的结论是 在动滑轮重一定时,物重越大,滑轮组的机 械效率越高 .
(4)你认为影响滑轮组机械效率的因素还有 动滑轮重 ,如何通过实验进行探究,简述你的实验方案: 使用动滑轮重不同的滑轮组提升同一重物,计算每次的机械效率进行比较 .
在动滑轮重一定时,物重越大,滑轮组的机械效率越高
动滑轮重
使用动滑轮重不同的滑轮组提升同一重物,计
算每次的机械效率进行比较
5.接下来从理论上分析影响滑轮组机械效率的因素.忽略绳重及摩擦,那么有用功W有= Gh ,额外功W额= G动h ,根据三种功的关系及效率定义可得η= = .
从公式可以看出不计绳重与摩擦时,滑轮组机械效率主要与① 物重 ,② 动滑轮重 两个因素有关.在实际情况下要考虑绳重和摩擦,要提高滑轮组机械效率便有三种方法,分别为 减小绳重与摩擦 、 选用轻质动滑轮 、 增加提升的物重 .
Gh
G动h
=
物重
动
滑轮重
减小绳重与摩擦
选用轻质动滑轮
增加提升
的物重
1. 甲、乙两种机械做功过程中,甲的机械效率比乙的机械效率大,这表明( D )
A.甲做功比乙做功快
B.甲做的有用功比乙做的有用功多
C.甲做的额外功比乙做的额外功少
D.甲做的有用功与总功的比值比乙大
D
2.(2022·益阳中考)建筑工地上起重机把重为1×104 N的建筑材料匀速提升了9 m,起重机做的有用功为 9×104 J,若起重机的机械效率为45%,做的总功为 2×105 J.
3.(2022·贵港中考)如图所示,用动滑轮提起重物.若重物为900 N,工人用
F=500 N的拉力将重物沿竖直方向匀速提升了4 m,则拉力所做的功为 4 000 J,此动滑轮的机械效率为 90% .
9×104
2×105
4000
90%
4.(2022·凉山州中考)工人师傅用如图所示的滑轮组将重为400 N的货物匀速提升了1 m,动滑轮重为100 N,不考虑绳重和摩擦,工人师傅做的额外功为 100 J,该滑轮组的机械效率为 80% .
第4题图
100
80%
5.(2022·长沙中考)用如图所示的电动起重机将3 000 N的货物提高4 m,起重机对货物做的有用功是 1.2×1