第41期 机械效率 改变世界的机械（答案见43期）【数理报】2023-2024学年八年级下册物理学案（教科版） -

书 机械效率 一、有用功和额外功 比一比：小明家最近买了一处新 楼房，家在３楼．想把洗手间、厨房装 修一下，需把沙子运到３楼．请同学们 根据需要，选择器械帮助小明家解决 这个问题，看看哪个小组选的办法最 好．如图１所示的三种方法供参考：第 一种是人直接提着沙子上楼；第二种 是把沙子放进桶里，人通过动滑轮把沙子拉上楼；第三 种是把沙子放进质量较小的袋子里，人通过动滑轮把沙 子拉上楼． 填一填：（１）无论采取哪种办法都必须做的功叫做 ，并非我们需要但又不得不做的功叫做 ，有用功加上额外功是总共做的功，叫做 ． （２）在图１所示的三种方法中，第 种方法 最好，因为这种方法可以省力，同时做的额外功最 ，总功最 ． 二、机械效率 填一填：（１）如果用 Ｗ总 表示总功，Ｗ有用 表示有用 功，Ｗ额外 表示额外功，则它们的关系是 ． （２）物理学中把 跟 的比值叫做机 械效率．机械效率越高，说明 在总功中所占比例 越大．机械效率的符号是 η，常用百分数来表示．η＝ ． （３）起重机的机械效率是 ６０％，它表示 ． 想一想：机械效率会大于１吗？为什么？如何提高机 械效率？ 做一做：【提出问题】如何测量滑轮组的机械效率． 【实验原理】η＝ Ｗ有用 Ｗ总 ×１００％ ＝ＧｈＦｓ×１００％． 【实验器材】刻度尺、钩码、弹簧测力计、铁架台、两 个滑轮组、长约２ｍ的细绳． 【实验步骤】①用弹簧测力计测量钩码所受的重力 Ｇ并填入表格； ②分别记下钩码和弹簧测力计的位置； ③缓慢拉动弹簧测力计，使钩码升高，读出拉力 Ｆ 的值，用刻度尺测出钩码上升的高度 ｈ和弹簧测力计移 动的距离ｓ，将这三个量填入表格； ④算出有用功Ｗ有用、总功Ｗ总 和机械效率η并填入 表格中． 实验次数 Ｇ／Ｎ ｈ／ｍ Ｗ有用／Ｊ Ｆ／Ｎ ｓ／ｍ Ｗ总 ／Ｊ η １ ２ ３ ４ 【实验结果与讨论】 ①动滑轮重一定，物重越大，机械效率越高． ②物重一定，动滑轮越重，机械效率越低． ③提高滑轮组机械效率的主要方法：尽可能地增加 物重，减小动滑轮重，减轻绳重和减小滑轮转轴处的摩 擦等． 【即学即练】 １．（多选）如图２甲所示，工人师傅利用动滑轮将重 ３６０Ｎ的货物匀速提起，拉力Ｆ为２００Ｎ，货物上升的高 度ｈ与所用时间ｔ的关系图像如图２乙所示，不计绳重和 摩擦．下列说法正确的是 （　　） Ａ．动滑轮的重力Ｇ动 ＝２０Ｎ Ｂ．货物上升的速度ｖ＝０．４ｍ／ｓ Ｃ．拉力Ｆ的功率Ｐ＝８０Ｗ Ｄ．动滑轮的机械效率η＝９０％ ２．（２０２３·北京）用如图３所示的 装置提升重为８００Ｎ的物体 Ａ，动滑 轮重为２００Ｎ．在卷扬机对绳子的拉 力Ｆ作用下，物体Ａ在１０ｓ内竖直匀 速上升了２ｍ．在此过程中，不计绳重 和摩擦，下列说法正确的是 （　　） Ａ．物体Ａ上升的速度为０．４ｍ／ｓ Ｂ．滑轮组的有用功为２０００Ｊ Ｃ．拉力Ｆ的功率为１００Ｗ Ｄ．滑轮组的机械效率为８０％ 改变世界的机械 一、从杠杆到轮轴 想一想：如图４所示是生活中常见的轮轴，你还能 举出其他例子吗？ 说一说：如图５所示，轮轴由两个半径不等的圆柱 固定在同一轴线上组成，大的称为 ，小的称为 ．轮轴实质可看做是一个可以连续转动的 ． 填一填：（１）根据杠杆的平衡条件，可知作用在轮 上的力Ｆ与作用在轴上的力Ｇ的关系为 ． 动力作用在轮上，轮轴是一个 ，但 ． （２）轮轴的两个主要功能是 ， ．轮轴不能 ，只是改变 了 的方式，这是功的原理的必然结果．它实现 和 的相互转化，是机械传动 的重要装置． 二、斜面 看一看：如图６（ａ）、（ｂ）所示，通过斜面将一个大箱 子推进车厢，通常要比把箱子直接从地面搬到车厢省力 得多． 填一填：如图６（ｃ）所示，物体所受重力为Ｇ，斜面长 为Ｌ，高为 ｈ，Ｆ为沿斜面推（或拉）物体的力．根据功的 原理（不计斜面摩擦）得Ｇｈ＝ＦＬ，所以Ｆ＝ＧｈＬ，如果不 计摩擦，斜面长是高的几倍，拉力或推力就是物体所受 重力的 ． 三、螺旋———特殊的斜面 填一填：螺旋除了 ，还可以将旋转运动与 沿轴向的运动进行相互 ． 看一看：如图７所示是各种形式的螺旋． 四、改变世界的机械 议一议：如图８所示，越来越多的机械进入我们的生 活，改变着我们的生活，你还能举出其他例子吗？ 【即学即练】 ３．（２０２３·驻马店三模）下列简单机械，在正常使用 时能省距离的是 （　　） Ａ．动滑轮 Ｂ．轮轴 Ｃ．船桨 Ｄ．斜面 ４．《物原》记载：“史佚始作 辘轳．”如图９所示，人们借助辘 轳从井中汲水时，转动摇把，使 绳子在轴筒上不断叠绕，从而将 水桶从井中提出．以下关于辘轳 的说法正确的是 （　　） Ａ．辘轳是一个定滑轮 Ｂ．辘轳是一个费力的轮轴 Ｃ．使用辘轳汲水时可以省力 Ｄ．增大水桶的质量可以提高辘轳的机械效率 书 轮轴是由相互固定的轮和轴组成，且能绕共同轴