12.3 机械效率（讲义）（3大知识点+7大题型+课后提升）----2023-2024学年人教版八年级物理下学期

12.3 机械效率 2 知识点1：有用功和额外功 2 知识点2：机械效率 2 01：杠杆机械效率的计算 3 02：竖直面内滑轮组机械效率的计算 4 03：水平面内滑轮组机械效率的技术 6 04：斜面机械效率的计算 6 05：其他机械的效率计算 7 知识点3：测量滑轮组的机械效率 8 06：测量滑轮组的机械效率 9 07：测量斜面的机械效率 12 14 1.能结合实例分析什么是有用功、额外功和总功，并且知道它们之间的关系。（物理观念） 2.能说出机械效率的含义，知道机械效率总是小于 1。（物理观念） 3.能利用机械效率的公式进行简单的计算。（科学探究） 4.通过实验了解滑轮组机械效率的高低与物体重力的大小有关。（物理观念、科学探究） 知识点1：有用功和额外功 1. 有用功、额外功和总功 （1）有用功：提升重物时，将重物提升一定高度所做的功，叫做有用功，用W有表示。若重物的重力为G，提升的高度为h，则W有=Gh。 （2）额外功：若用滑轮组提升钩码，我们还不得不克服动滑轮本身所受的重力以及摩擦力等因素而多做一些功，这部分功叫做额外功，用表示W额。额外功是对人们没有用但不得不做的功。 （3）总功：总功指的是拉力做的功，即动力做的功，用W总表示，即：。 （4）总功、有用功、额外功的单位都是焦（J），三者间的关系为W总=W有+W额。 【点拨】功的原理 使用任何机械都不省功。“不省功”有两层含义：其一是对于理想机械，使用机械所做的功跟不用机械所做的功相等;其二是对于非理想机械，使用机械要费功费功是指使用机械时，人们所做的功要大于不用机械而直接用手所做的功，多做的那一部分功，就是克服机械自重和摩擦所做的功。 知识点2：机械效率 1. 定义：有用功和总功的比值叫做机械效率，用η表示。 2. 表达式： 3. 物理意义：机械效率是标志机械做功性能好坏的物理量，有用功占比越大，机械效率越高，机械的性能越好。 4. 功、功率和机械效率的比较 物理量 意义 定义 符号 公式 单位 说明 功 做功，即能量的转化 力与物体在力的方向上移动距离的乘积 W W=Fs J (1)功率大小由功和时间共同决定，单独强调任何一方面都是错误的。 (2)功率和机械效率是两个不同的物理量，它们之间没有直接关系 功率 表示物体做功的快慢 功与做功时间之比 P W 机械效率 反映机械做功性能的好坏 有用功与总功之比 η 无 5. 机械效率的计算 装置图 计算公式 杠杆 滑轮组 竖直提升物体 （1）已知拉力、物重及绳子段数时：； （2）不计绳重及摩擦时： 水平匀速拉动物体 斜面 （1）；（2） 01：杠杆机械效率的计算 【典例1】如图是一个提起重物的机械组成部分示意图，O是转动轴，不计绳重及摩擦，杠杆OA是重为Go的均匀杠杆，挂在OA中点B处的重物重力为G，已知Go=30N，G=150N。 （1）若利用该杠杆将重物提升0.5m，求杠杆的机械效率； （2）为维持杠杆在水平位置平衡，求力F的大小。 【变式1-1】如图所示的是一根均习的细木棒OC，OA=OC，B为OC的中点，在C点施力将挂在A点的重为180N的物体匀速提升0.2m，木棒的机械效率为90%。提升该物体做的有用功是 J，木棒重为 N。（不计摩擦） 【变式1-2】如图所示的是一种小型千斤顶的示意图，当手往下压动摇臂时，能把重物抬高一段较小的距离。工人师傅在时间里，用的力竖直向下压动摇臂，把质量为的重物匀速抬高，则工人师傅做功的功率是 ，千斤顶的机械效率是 。（取） 02：竖直面内滑轮组机械效率的计算 【典例2】如图，工人利用滑轮组把重为720N物体匀速提升了1m，所用时间为10s，工人拉力F的功率为90W，忽略绳重和摩擦。求： （1）工人拉绳子的速度； （2）滑轮组的机械效率； （3）滑轮组中的动滑轮的重力。 【变式2-1】（多选）用如图所示的滑轮组匀速提升重力为60N的物体，在绳子自由端移动6m的过程中，拉力F做的功为150J，所用时间为5s，在此过程中，下列说法正确的是（g取10N/kg）（　　） A．物体升高6m B．拉力F做功的功率为30W C．滑轮组的机械效率为80% D．若不计绳重和摩擦，动滑轮的重力为5N 【变式2-2】（多选）如图所示，每个滑轮重6N，物体A重100N，物体B重60N，F1=16N，F2=8N，此时物体A相对于地面静止，物体B以0.1m/s的速度在物体A表面向左做匀速直线运动，绳重及滑轮转轴的摩擦等次要因素忽略不计。下列说法正确的是（　　） A．拉力F2的功率为0.8W B．滑轮组的机械效率为75% C．如果增大F2，物