11.3如何提高机械效率课件---2024-2025学年物理沪粤版九年级上册

11.3　如何提高机械效率 第1课时　认识机械效率 基础过关 能力提升 创新挑战(冲A+) 基础过关 【考点一】　有用功、额外功和总功 1. (传统文化)古人用桔槔(杠杆)从水井中提水(如图),请结合图回答下列问题: (1)图中有用功是指提升________做的功。  (2)若不小心把桶掉到水里,则在打捞水桶的过程中,对水桶做的 功是____________。  (3)某人在利用杠杆从井中提起8 kg水的过程中,用50 N的力把绳拉下5 m,使水桶 上升1 m,此人做的有用功是________J;总功是_________J。(g取10 N/kg)  　水　 　有用功　 　80　 　250　 2.某机械的机械效率是50%,这说明使用这一装置做功时( ) A.总功是额外功的一半 B.额外功是有用功的2倍 C.额外功是总功的一半 D.有用功是额外功的2倍 C 【考点二】　机械效率 3.如图所示,小琳同学用动滑轮把90 N的重物匀速提升4 m,所用的拉力是60 N,则 小琳做的有用功是_________J,动滑轮的机械效率是__________。  　360　 　75%　 4.一台起重机将重3 600 N的货物提高4 m,如果该起重机的机械效率是60%,则 起重机做的有用功是_____________J;总功是____________J;额外功是_______ ______J。  5.分别用杠杆、动滑轮和滑轮组将同一物体提升到相同高度,做的有用功( ) A.杠杆最多 B.动滑轮最多 C.滑轮组最多 D. 一样多 　1.44×104　 　2.4×104　 　9.6× 103　 D 6.两个相同的滑轮,分别用如图甲、乙所示的两种方式,将同一物体匀速提升相 同的高度,物重大于动滑轮重力,关于这两种方式下列判断正确的是(不计绳重与 摩擦)( ) A.绳子自由端的拉力相等 B.绳子自由端移动的距离相等 C.机械做的有用功相等 D.两装置的机械效率相等 C 7. (教材改编)小明利用如图所示的滑轮组提起一个重2 400 N的重物,所用的拉力是500 N,绳子自由端被拉下4 m。求: (1)小明做的总功; 解:(1)总功W总=Fs=500 N×4 m=2 000 J。 (2)小明提重物过程中所做的有用功; 解: (2)由图可知,n=8, h===0.5 m, 有用功W有用=Gh=2 400 N×0.5 m=1 200 J。 7. (教材改编)小明利用如图所示的滑轮组提起一个重2 400 N的重物,所用的拉力是500 N,绳子自由端被拉下4 m。求: (3)滑轮组的机械效率。 易错点:对功、功率、机械效率意义混淆 8.下列关于机械效率的说法正确的是( ) A.越省力的机械,机械效率越高 B.做功越少的机械,机械效率越低 C.功率越低的机械,机械效率越低 D.总功相同,有用功越大的机械,机械效率越高 D 能力提升 9.功率为10 kW的起重机在1 min内,将重9×104 N的物体升高2 m,水平移动4 m, 则下列数据正确的是( ) A.总功为1.8×103 J B.有用功为1.8×103 J C.总功为6×103 J D.机械效率为30% D 10. (多选)用如图所示的滑轮组,将5块相同的大理石,分两次从地面匀速提升相同 的高度;若每块大理石重为G,第一次运2块,第二次运3块,两次拉力分别为F1、F2,机 械效率为η1、η2,下列选项正确的是(绳重及滑轮摩擦忽略不计)(　 　) A.F1=G B.F2>1.5G C.η1=η2 D.η1<η2 B、D 11.在斜面上将一个质量为0.4 kg的物体,从底端沿斜面匀速拉到顶端(如图所示),所 用时间为5 s,斜面长s=1 m、高h=0.4 m,该斜面的机械效率为80%。则拉力所做的 总功是________,总功率是__________,物体在斜面上受到的摩擦力是__________。 (g取10 N/kg)  　2 J　 　0.4 W　 　0.4 N　 12. (2023·齐齐哈尔中考)用如图所示的滑轮组提升重物,将质量为36 kg的重物 5 s内匀速提升1 m,作用在绳端上的拉力为200 N。不计绳重和摩擦,则动滑轮 受到的重力为________N,该滑轮组的机械效率为__________。(g取10 N/kg)  　40　 　90%　 13.如图所示,用竖直向上的力匀速拉动杠杆,使重为18 N的物体缓慢升高0.1 m,拉 力F为8 N,拉力移动的距离为0.25 m。拉力所做的功为_______J,杠杆的机械效率 为__________。  　2　 　90%　 14.如图甲所示,用滑轮组提升质量为60 kg的重物,物体在拉力F的作用下以0.4 m/s 匀速上升了8 m。此过程中,拉力F做的功W随时间t的变化图像如图乙所示。则滑 轮组的机械效率为__________;拉力F的大小为_________N。  　80%　 　250　 15.在一次处置故障过程中,拖车所用装置简化为如图所示。为了尽快疏通道路,交警只用了30 s的时间,指挥拖车在水平路面上将质量是1.5 t的故障车匀速拖离了现场。若故障车速度是6 m/s,绳子自由端的拉力F是500 N,装置机械效率是80%。求: (1)故障车在30 s内通过的路程。 解:(1)车30 s内通过的路程 s车=vt=6 m/s×30 s=180 m。 (2)拉力F在30 s内所做的功。 解: (2)n=3,绳端移动距离s绳=3s车=3×180 m=540 m。 拉力F在30 s内做的功W总=Fs绳=500 N×540 m=2.7×105 J。 创新挑战(冲A+) 15.在一次处置故障过程中,拖车所用装置简化为如图所示。为了尽快疏通道路,交警只用了30 s的时间,指挥拖车在水平路面上将质量是1.5 t的故障车匀速拖离了现场。若故障车速度是6 m/s,绳子自由端的拉力F是500 N,装置机械效率是80%。求: (3)故障车在被拖离过程中受到的阻力。 点思路:水平拉动滑轮组时,物体重力不做功,直接拉车的绳子拉力做有用功,根据二力平衡,这个力等于地面对车的摩擦力,所以f地用来计算有用功。 十一章第2课时　机械效率的测量 基础过关 能力提升 创新挑战(冲A+) 基础过关 【考点一】　测量滑轮组的机械效率 1. (原创题)物理兴趣小组在测量滑轮组机械效率实验中,利用如图所示的滑轮组 进行了4次测量,测得数据如表所示。 (1)实验中应竖直向上__________拉动弹簧测力计。  次 数 钩码重 力G/N 钩码提升 高度h/m 拉力 F/N 绳端移动 距离s/m 机械 效率η 1 1 0.1 0.7 0.3 47.6% 2 1 0.2 0.7 0.6 47.6% 3 2 0.1 1.1 0.3 60.6% 4 4 0.1 2.0 0.3   　匀速　 (2)第3次测量中,滑轮组做的有用功是________J,滑轮组做的额外功是_________J。  (3)第4次实验测得的机械效率为_________%。  (4)比较__________两次实验,小组同学发现:同一滑轮组的机械效率与重物被提升 高度无关。  (5)比较第3、4次实验数据可知,同一滑轮组,______________越大,机械效率越高。  次 数 钩码重 力G/N 钩码提升 高度h/m 拉力 F/N 绳端移动 距离s/m 机械 效率η 1 1 0.1 0.7 0.3 47.6% 2 1 0.2 0.7 0.6 47.6% 3 2 0.1 1.1 0.3 60.6% 4 4 0.1 2.0 0.3   　0.2　 　0.13　 　66.7　 　1、2　 　提升物重　 (6)小组同学发现实验过程中边拉动边读数,测力计示数不稳定,应该静止读数,你 认为他们的想法____________(选填“正确”或“不正确”),因为他们没有考虑到 __________对滑轮组机械效率的影响。  (7)实验时,如果拉力方向与竖直方向有一定夹角,那么所测得滑轮组机械效率将 会__________(选填“变大”“变小”或“不变”)。  　不正确　 　摩擦　 　变小　 2.(2024·汉中期末)在“测量滑轮组的机械效率”实验中,一个滑轮组经改进后提高 了机械效率,把同一物体匀速提升同样的高度,改进后与改进前相比( ) A.做的有用功减少了 B.总功不变,额外功减少了 C.做的有用功增加了 D.有用功不变,额外功减少了 D 【考点二】　影响滑轮组机械效率的因素 3. (传统文化)《物原》记载:“史佚始作辘轳。”如图,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。以下方法可以提 高辘轳机械效率的是( ) A.增大水桶的重力 B.增大桶内的水量 C.增大转动的速度 D.使用更粗的绳子 B 4. (多选)(2023·南宁兴宁区四模)用相同的滑轮和绳子分别组成如图所示的甲、 乙两个滑轮组,相同时间把相同的重物匀速提升相同的高度。若不计绳重及摩 擦,下列说法正确的是(　 　) A.两次所做的有用功相等 B.绳子受的拉力F1和F2大小相等 C.乙滑轮组的机械效率能达到100% D.甲滑轮组中B滑轮相当于等臂杠杆 A、D 5.如图,在相同时间内将甲、乙两物体匀速提升相同的高度(G甲=G乙,不计滑轮和 绳子自重及摩擦),则拉力做的功W甲_______(选填“>”“<”或“=”)W乙,若要提高η乙,可 采用的具体做法是_______________________________________________。  　=　 　使用重力较小的动滑轮(或提升重力较大的物体)　 能力提升 6.某同学通过如图所示实验来探究“影响滑轮组机械效率的因素”,并测算了各 次实验装置的机械效率。关于他的实验过程,下列说法不正确的是( ) A.由①②可知:滑轮组的机械效率与绳子的绕法无关 B.由②③可知:同一滑轮组提起物重越大,机械效率越低 C.在实验①中,应匀速竖直向上拉动绳子 D.为使实验的结论更具可靠性,应换用不同的装置进行多次实验归纳得出普遍 规律 B 7.在“测量滑轮组的机械效率”实验中,小华用同一滑轮组提升不同的物体,如图甲、乙所示。实验数据记录如表: 实验 次数 重力 G/N 提升高 度h/m 拉力 F/N 绳端距 离s/m 机械效 率η/% 1 3 0.1 2.0 0.3 50 2 6 0.1 ① 0.3 ② (1)图乙中是第2次实验中弹簧测力计的示数,表格中②处的数据应为_________;  (2)分析数据可初步得出结论:同一滑轮组,提升的物体越重,滑轮组机械效率越______ (选填“大”或“小”);  　62.5　 　大　 (3)小华改变动滑轮的重力,提升同一物体进行多次实验,获得数据并绘出机械效率 和动滑轮重的关系图(图丙)。若忽略绳重和摩擦,分析图像中的A点可知,被提升物 体所受的重力为_______N。  　3　 8.为了探究斜面的机械效率与斜面倾斜程度的关系,探究小组的同学利用木板、刻度尺、弹簧测力计、木块等器材设计了如图所示的实验装置。 请根据实验表中的数据解答下列问题: 次 数 倾斜 程度 木块重 力G/N 斜面高 度h/m 拉力 F/N 斜面长 度s/m 机械 效率η 1 较缓 3 0.2 1.6 1 37.5% 2 较陡 3 0.3 1.8 1   3 最陡 3 0.4 2.0 1 60% (1)实验中要求用沿斜面向上的力拉着木块在斜面上做______________运动,该过程 中木块的机械能__________(选填“变大”“不变”或“变小”)。  　匀速直线　 　变大　 (2)第2次实验中,斜面的机械效率为__________,斜面对木块的摩擦力为________N。  (3)斜面的机械效率与斜面的倾斜程度之间的关系是__________________________。  (4)试举生活中利用斜面的一个实例:______________。  次 数 倾斜 程度 木块重 力G/N 斜面高 度h/m 拉力 F/N 斜面长 度s/m 机械 效率η 1 较缓 3 0.2 1.6 1 37.5% 2 较陡 3 0.3 1.8 1   3 最陡 3 0.4 2.0 1 60% 　50%　 　0.9　 　斜面越陡,机械效率越高　 　盘山公路　 9.小军用如图所示的装置探究杠杆的机械效率,每个钩码的质量为m,O为支点。 (1)他将2个钩码悬挂在B点,在A点竖直向上匀速拉动弹簧 测力计,拉力为F1,测得A、B两点上升的高度分别为h1、h2, 则此次杠杆的机械效率为η=_______________(用物理量的 符号表示);   (2)他将2个钩码悬挂在C点,在A点竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使C点上升高度 为h2,则弹簧测力计的示数将__________F1,此次弹簧测力计做的功将__________ 第一次做的功(均选填“大于”“等于”或“小于”);   创新挑战(冲A+)  ×100%　 　大于　 　小于　 (3)他将3个钩码悬挂在C点,在A点竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使C点上升高度 仍为h2,则第3次杠杆的机械效率与前两次相比__________(选填“最大”“最小”或 “三次相等”)。   点思路:判断总功大小的变化,可以从额外功的变化入手(即克服杠杆自身重力所做 的功W额=G杆h杆)。 　最大　 本课结束 解: (3)η=×100%=×100%=60%。 解: (3)η=×100%=×100%=×100%=×100%, f=3Fη=3×500 N×80%=1 200 N。 $$