12.3机械效率-【课堂笔记】2023-2024学年八年级物理下册教材解读与重难点突破（人教版）

第十二章 简单机械 第3节 机械效率 教材考点梳理 一、功的原理 1.内容：使用机械时，人们所做的功，都不会少于直接用手所做的功。即：使用任何机械都不省功。 2.说明： （1）功的原理是一个普遍的结论，对于任何机械都适用。 （2）功的原理告诉我们：使用机械要省力必须费距离，要省距离必须费力，既省力又省距离的机械是没有的。 （3）使用机械虽然不能省功，但人类仍然使用，是因为使用机械或者可以省力、或者可以省距离、也可以改变力的方向，给人类工作带来很多方便。 二、有用功、额外功、总功 1.有用功： （1）定义：使用机械时，对人们有用的功，用W有表示。 （2）公式：W有＝G物h =W总－W额=ηW总 2.额外功： （1）定义：并非需要但又不得不做的功，用W额表示。 （2）公式：W额＝G动h =W总－W有=（1-η）W总 （3）产生原因： A.克服机械自重和容器重做功。 B.克服摩擦做功。 3.总功： （1）定义：有用功与额外功之和，用W总表示。 （2）公式：W总＝FS =W有+W额=W有/η。 ▲敲桌子：A.一般来说，动力对机械所做的功是总功，机械对物体所做的功是有用功。 B.有用功和总功的判定，要根据工作目的来判定。目的不同，有用功和总功可能就不同。 三、机械效率（η） 1.定义：有用功跟总功的比值。 2.公式：η=W有/W总×100%。 3.物理意义：机械效率是衡量机械性能好坏的重要标志。机械效率越高的机械，性能越好。 4.对机械效率的理解： （1）机械效率只跟有用功和总功有关，反映了有用功占总功的比例。 （2）机械效率与机械的功率、省力情况、力的大小、绕线方法和重物提升高度均无关系。 （3）机械效率总小于1，因为使用机械都要做额外功。 （4）同一机械的效率也不是固定不变的。 5.提高机械效率的方法： （1）减小摩擦。 （2）增大物重。（相同机械，提升物体越重，机械效率越高） （3）减轻机械自重。（提升重物相同，动滑轮越重，机械效率越低） 6.几种装置的机械效率： 滑轮组 斜面 竖直方向 水平方向 装置图 机械效率 W有＝G物h W有＝fS物 W有＝Gh W额＝G动h / W额＝fh W总＝FS W总＝FS拉 W总＝FS η=G物h/FS =G物/nF =G物/G物+G动 η=fS物/FS拉 =f/nF η=Gh/FS =Gh/Gh+fS 四、实验：测机械效率 1.实验原理：η=W有/W总×100%。 2.实验器材：弹簧测力计、刻度尺、滑轮组、钩码等。 3.实验步骤： （1）测出钩码重力。 （2）组装滑轮组，记下测力计和钩码位置。 （3）在竖直方向上匀速拉动弹簧测力计，读出测力计示数，记下测力计和钩码通过的距离。 （4）算出机械效率。 （5）改变钩码个数或换用不同装置重复实验。 4.实验结论： （1）相同机械，提升物体越重，机械效率越高。 （2）提升重物相同，动滑轮越重，机械效率越低。 重难点突破 1．（2023四川内江）如图所示，将重力为10N的物体沿斜面向上从底端匀速拉到顶端。若斜面长L为1m，斜面高h为0.3m，拉力F为4N，拉力的功率为2W，则此过程中，斜面的机械效率是________%，物体从斜面底端运动到斜面顶端所用的时间是_______s。 2．（2023山东泰安）用如图所示的滑轮组在10s内将200N的重物匀速提升3m，滑轮组的机械效率为80%，不计绳重和摩擦，拉力F的功率为_________W。 3．（2023江苏连云港）重450N的箱子，在20N水平推力的作用下，沿水平路面做匀速直线运动，地面对箱子的支持力大小为__________N，箱子受到的阻力大小为________N。如果用如图所示的滑轮组匀速提升该箱子，拉力F=250N，滑轮组的机械效率为____________。箱子以0.1m/s的速度匀速上升的过程中，拉力的功率为__________W。 4．（2023广东广州）用滑轮组进行“一瓶水提升一个人”活动，如图，水瓶匀速直线下降10m，使人匀速升高0.5m，水瓶对绳a的拉力为，绳b对人的拉力为。此过程（　　）    A．有用功为300J B．做的功等于做的功 C．做的功小于做的功 D．滑轮组的机械效率为80% 5．（2023四川广安）学习了简单机械知识后，某同学自制了如图所示的晾衣架。他将50N的衣物挂在横杆上，拉绳使其匀速上升1.6m，用时5s（上升过程中，横杆保持水平），此过程该装置的机械效率为80%（不计绳重及摩擦）。下列分析正确的是（　　）    A．拉力做功80J B．拉力的功率为20W C．动滑轮重12.5N D．若增大衣物的质量，机械效率将减小 6．（2023湖南永州）如图所示，将一个重9.0N的物