9.5 探究——使用机械是否省功 课件 2023-2024学年初中物理北师大版八年级下册

省功 动滑轮 物体 动滑轮本身 克服摩擦 有用功 额外功 W有用＋W额外 有用功 总功 C W1＝W2＝W3 额外功 有用功 额外功 有用功 有用功 额外功 额外功 D B C D ＜ ＝ 75% 30 60% 40 100 80% 五、探究——使用机械是否省功 重难点解读 1．机械效率由有用功和总功两个因素决定，分析机械效率高低时不能只考虑一个因素。 (1)当总功一定时，机械所做的有用功越多，或额外功越少，机械效率就越高； (2)当有用功一定时，机械所做的总功越少，或额外功越少，机械效率就越高； (3)当额外功一定时，机械所做的总功越多，有用功在总功中所占的比例就越大，机械效率就越高。 2．使用任何机械都不可避免地要做额外功，有用功总小于总功，机械效率总小于1。 3．提高机械效率的方法：尽量减小额外功，采取减轻机械自重和加润滑油减小摩擦的办法；当额外功一定时，在机械能承受的范围内尽可能增加每次提起的重物，充分发挥机械的作用。 4．机械效率不是固定不变的，使用同一滑轮组，被提升的重物越重，所做有用功就越多，但额外功几乎不变，因此机械效率越高。 5．把相同的重物提升相同的高度，所做的有用功相同；动滑轮重力越小，所做的额外功就越小，机械效率就越高。 易错易混 1．功率与机械效率是两个完全不同的物理量，功率是表示做功快慢的物理量，机械效率则是表示有用功与总功的比值，两者没有任何联系，不能混为一谈。 2．在计算滑轮组竖直方向提升重物的机械效率时，若没有指明不计绳重 和摩擦，只能用η＝eq \f(G,nF)来计算。 1．功的原理 使用任何机械都不能省功 。 2．机械效率 (1)有用功：在用动滑轮提升重物时，动滑轮 对物体 所做的功。 (2)额外功：提升重物时，对动滑轮本身 做的功和克服摩擦 做的功。 (3)总功：有用功 与额外功 的总和。(W总＝W有用＋W额外 ) (4)机械效率：有用 功跟总功 的比值。 (5)公式：η＝ 。 eq \f(W有用,W总) 知识点1：使用任何机械都不省功 1．使用机械不能实现的是 ( ) A．省力　　　 　 B．省距离　　 　 C．省功　　　 　 D．改变用力的方向 2．如图所示，将同一物体分别沿s1、s2、s3三个等高光滑斜面匀速拉到顶部，且F1＞F2＞F3，不考虑一切摩擦。若拉力克服重力所做的功分别为W1、W2、W3，它们的大小关系是W＝W＝ W。 知识点2：有用功、额外功和总功 3．小明用桶从井中打水，他对桶做的功叫额外 功，对水做的功叫有用功 。若他不小心把桶掉进水里，捞桶时桶里带起了一些水，此时他对水做的功叫额外功 ，对桶做的功叫有用功 。 4．升旗过程中，克服旗的重力做的功是有用功 ，克服绳子重力做的功是额外功 ；克服摩擦力做的功是额外功 。(均选填“有用功”“额外功”或“总功”) 知识点3：机械效率 5．(宜昌中考)下列有关机械做功、功率、机械效率的说法，正确的是 ( ) A．效率越高的机械，功率越大　　　　 B．做功越多的机械，功率越大 C．做有用功越多的机械，效率越高 D．功率越大的机械，做功越快 6．如图所示，某同学使用动滑轮把600 N的重物匀速提升了3 m，所用的拉力是400 N。下列说法正确的是 ( ) A．机械效率是80% B．有用功是1 800 J C．额外功是300 J D．总功是2 100 J 7．如图所示，用F＝10 N的拉力使重物匀速上升0.1 m，已知物体的重力为27 N(忽略绳子与滑轮的摩擦及绳子的重力)，下列说法正确的是 ( ) A．绳子末端移动的距离是0.2 m B．拉力做的功是2.7 J C．滑轮组的机械效率是90% D．动滑轮的重力是1 N 8．(自贡中考)将规格完全相同的滑轮，用绳子绕成图中的甲、乙滑轮组。使用甲、乙滑轮组分别匀速提升重力为G1、G2的两物体，升高相同的高度。绳自由端施加的拉力大小分别为F1和F2，物重G1＞G2，不计绳重和摩擦。则下列判断正确的是 ( ) A．拉力F1一定大于F2 B．乙滑轮组的机械效率较高 C．甲、乙滑轮组的有用功相同 D．甲的额外功与有用功的比值较小 9．如图所示光滑斜面AB＞AC，沿斜面AB和AC分别将同一重物从它们的底部匀速拉到顶部所用时间相同，所需拉力分别为F1和F2、所做的功的功率分别为P1和P2。则F1＜ F2，P1＝ P2。(均选填“＞”“＝”或“＜”) 10．(德阳中考)用如图所示滑轮组拉动物体A在粗糙的水平面上运动，不计绳和滑轮的自重。当F为20 N时，物体A在水平面上做匀速直线运动，此时物体A受到地面的摩擦力为30 N，则滑轮组的机械效率是7 5%；当F增大到50 N时，物体A受到地面的摩擦力为30 N。 11．如图所示，沿斜面把质量为12 kg的一个物体匀速拉到最高处，沿斜面向上的拉力是F＝100 N，斜面长2 m、高1 m，则其机械效率是60% ，物体所受摩擦力是40 N。(g取10 N/kg) 12．(襄阳中考)如图所示，工人用300 N的拉力，把一重为500 N的货物G用滑轮组提升了3 m(忽略摩擦及绳重)。求： (1)工人做的有用功； (2)滑轮组的机械效率(结果保留一位小数)； (3)动滑轮重。 解：(1)工人做的有用功： W有＝Gh＝500 N×3 m＝1 500 J； (2)由图可知，滑轮组绳子的有效股数n＝2，则绳子自由端移动的距离： s＝nh＝2×3 m＝6 m， 绳子自由端拉力做的功： W总＝Fs＝300 N×6 m＝1 800 J， 滑轮组的机械效率： η＝eq \f(W有用,W总)＝eq \f(1 500 J,1 800 J)≈83.3%； (3)忽略摩擦及绳重，由F＝eq \f(1,n)(G＋G动)可得， 动滑轮重： G动＝nF－G＝2×300 N－500 N＝100 N。 13．(自贡中考)用图甲所示的滑轮组运送货物上楼，每件货物重为100 N，每次运送的量不定，图乙记录了在整个过程中滑轮组的机械效率随货物重力增加而变化的图像，则动滑轮重为100 N；当某次运送4件货物时，滑轮组的机械效率为80% 。(不考虑绳重和摩擦) $$