12.3《机械效率》（知识框架+知识点解读+考点解析+巩固训练）-2023-2024学年八年级物理下册同步点拨与训练（人教版）

12.3机械效率 一、有用功和额外功 1.有用功（）: 为了达到目的，人们必须做的对人们有用的功。 2.额外功（）:人们并不需要但为了达到目的又不得不做的功。 若用滑轮组提升钩码，不得不克服动滑轮本身所受的重力以及摩擦力等因素的影响而多做一些功（对目的没有用，但不得不做的功）。 3.总功（）：有用功跟额外功的总和叫总功。 ( 点拨 1.功的原理：使用机械做的功和直接用手做的功相等： 。使用任何机械都不能省功： （1）不存在既省力又省距离的机械,也就是没有省功的机械。 （2）功的原理对一切机械都适用。 2.计算总功 ，一般是拉力做的功 。在竖直方向上的有用功为克服物体重力做的功 ，在水平方向上的有用功为克服物体摩擦做的功 。 ) 二、机械效率 1.定义：有用功跟总功的比值叫做机械效率。 2.公式： 3.意义：表示机械做功时，有用功在总功中所占的比例，是机械性能的重要指标。 4.因为，所以。 机械效率一般用百分数表示，没有单位 实验:测量滑轮组机械效率 实验原理: 实验器材： 刻度尺、弹簧测力计、钩码、铁架台、“一定一动”的滑轮组、“二定二动”的滑轮组和长约2m的细绳． 测量的物理量： 1．G ---- 物体的重力； 2.h ---- 物体升高的高度 3. F ---- 绳子自由端的拉力; 4.s ---- 绳子自由端移动的距离 实验步骤 1.测出钩码的重力G，并记录表中 2.先后按如图所示的三种情况，将实验器材安装好。 3.匀速拉动弹簧测力计，使钩码G匀速上升，读出弹簧测力计所示拉力F的值 ，从刻度尺读出钩码升高的距离h和绳子自由端移动的距离S，记录数据在表格中 注意事项：在提升钩码的过程中，要竖直向上，缓慢匀速提升钩码。 实验记录表： 滑轮组 钩码重/N 钩码上升高度/m 有用功/J 弹簧测力计示数/N 绳子自由端移动距离/m 总功/J 机械 效率 （a） （b） （c） 实验结论： 影响滑轮组机械效率的因素： （1）物重：同一个滑轮组，提起的物体越重，机械效率越高。 （2）动滑轮重：提起的物重一样，动滑轮越重，机械效率越低。 （3）摩擦（轮与轴及轮与绳之间）、绳重。 影响滑轮组机械效率的因素和改进措施 影响因素 分析 改进措施（提高效率） 被提升物体的重力 同一个滑轮组，被提升物体的重力越大，做的有用功越多，机械效率越大 尽可能增加被提升物体的重力 动滑轮的自重 有用功不变时，减小提升动滑轮时做的额外功，可提高机械效率 改进滑轮结构，减轻滑轮自重 滑轮组自身部件的摩擦 机械自身部件的摩擦力越大，机械效率越低 对机械进行保养，保持良 好的润滑，减小摩擦 常见简单机械的机械效率 杠杆 滑轮（组） 斜面 竖直匀速提升 水平匀速拉动 公式 （理想情况） （不计绳重和摩擦） 或 说明 其中G为提升重物的重力，h为重物升高的高度，F为动力，s为动力作用点移动的距离。 其中G为提升重物的重力，h为重物升高的高度，s为绳子自由端移动的距离，n为承担重物的绳子段数。 其中Ff为物体与水平面间的摩擦力，F为拉力，s物 为物体移动的距离，s绳为绳子自由端移动的距离，n为承担摩擦力的绳子段数。 其中G为提升重物的重力，h为斜面的高度，s为斜面的长度，F为拉力，Ff为物体与斜面间的摩擦力。 1．甲从货架上拿起茶杯观赏，乙从桌面上端起盛茶水的茶杯喝茶，甲对茶杯做的是 功，乙对茶杯做的是 功。（两空均选填“有用”、“额外”和“总”） 2．如图甲，A、B是两个完全相同的物体，琴琴同学分别将A、B两物体拉到斜面顶端，对物体做功情况如图乙所示，请问对物体A做的有用功是 J，对物体B做的额外功是 J。    3．如图，小明同学用滑轮组拉动水平地面上重为500N的物体A，在20s时间内将绳子的自由端匀速拉动6m，地面对物体A的摩擦力为150N，小明施加的拉力F＝100N（忽略绳重和滑轮重），则物体A运动的速度为 m/s，滑轮组的机械效率为 。 4．用杠杆和滑轮组均可提升重物。 （1）用杠杆将重为180N的物体匀速提升5cm，用时2s，杠杆机械效率为90%，则提升该物体做的有用功是 J。总功的功率是 W。 （2）用如图所示的滑轮组竖直向上匀速提升重物，不计绳重和摩擦。当物体和动滑轮的总重为200N时，滑轮组的机械效率为80%，则动滑轮重为 N；若重物变为400N，将物体匀速提升1m。此过程拉力F所做的总功为