11.5 机械效率课件- 2024-2025学年苏科版物理九年级上册

五、 机械效率 第1课时 机械效率及其计算 1 知识点1 有用功、额外功、总功 1.用水桶从井中提水的时候，克服____的重力做的功是有用 功，克服______的重力做的功是额外功；如果水桶掉到井 里，捞上来的桶里带了一些水，那么克服______的重力做 的功是有用功，克服____的重力做的功是额外功. （均选填“水”或“水桶”） 水 水桶 水桶 水 知识要点分类练 2 知识点2 对机械效率的理解 2.下列关于机械效率的说法中正确的是( ) D A. 实际工作中，机械效率可以提高到 B. 机械效率越高，表示做功越快 C. 机械效率越高，表示机械越省力 D. 机械效率越高，表示所做有用功占总功的百分比越大 知识要点分类练 3 3.甲、乙两种机械，甲的机械效率为 ，乙的机械效率为 ，则下列说法中正确的是( ) D A. 甲机械做的有用功一定比乙机械多 B. 甲机械做的总功一定比乙机械少 C. 当甲、乙机械做相同的有用功时，甲机械做的总功多 D. 当甲、乙机械做相同的额外功时，甲机械做的总功多 知识要点分类练 4 知识点3 机械效率的计算 4.小明利用某机械工作时，动力做的功是 ，其中额外功 是，则动力做的有用功是_____ ，机械效率是______. 300 知识要点分类练 5 图11-5-1 5.（2023镇江）如图11-5-1所示，工人师傅 利用滑轮将沙发运上楼，该滑轮是____滑 轮，若工人师傅用 的拉力，将重为 的沙发匀速提升 ，则工人师傅做 的有用功为______ ，该滑轮的机械效率为 ____ . 定 4000 80 知识要点分类练 6 图11-5-2 6.小明用如图11-5-2所示的滑轮组将重为 的物体匀速提升 ，绳子自由端施 加的拉力为 ，不计绳重和滑轮摩擦， 则克服物体重力做的功为_____ ，滑轮组 的机械效率为______. 600 知识要点分类练 7 7.如图11-5-3所示，在的水平拉力作用下，重 的 物体沿水平地面向左匀速直线运动了 ，物体与地面间的 滑动摩擦力为，该物体克服摩擦力做功是_____ ，拉 力做功为_____ ，滑轮组的机械效率为______. 240 300 图11-5-3 知识要点分类练 8 图11-5-4 8.如图11-5-4所示，用滑轮组将重为 的 物体匀速提升 ，作用在绳自由端的拉 力为 ，不计绳重和摩擦.利用以上信息 不能求解的物理量是( ) A A. 拉力的功率 B. 动滑轮的重力 C. 滑轮组的额外功 D. 滑轮组的机械效率 规律方法综合练 9 图11-5-5 9.如图11-5-5所示，小明分别用甲、乙 两滑轮把同一桶沙从一楼地面提到二 楼地面.用甲滑轮所做的总功为 ， 机械效率为 ；用乙滑轮所做的总功 为，机械效率为 .不计绳重与摩 擦，则( ) A A. ， B. ， C. ， D. ， 规律方法综合练 10 图11-5-6 10.利用如图11-5-6所示的杠杆将重为 的物体缓慢匀速提高 ,手的 拉力为，手移动的距离 为 .则杠杆的机械效率为( ) C A. B. C. D. 规律方法综合练 11 图11-5-7 11.小明用如图11-5-7所示的滑轮组将重为 的物体匀速提升了一段距离，此过程 中滑轮组的机械效率为 ，不考虑绳重 及滑轮摩擦，则绳自由端的拉力是_____ ， 动滑轮的重力是_____ . 250 150 规律方法综合练 12 图11-5-8 12.（2023常州天宁区月考）如图11- 5-8所示，斜面长 ，高 ，用沿斜面方向 的 拉力，将一个重为 的物体由斜 400 0 面底端匀速拉到顶端，有用功为_____ ，斜面的机械效 率为______，整个过程中斜面对物体的支持力做功大小为 ___ . 规律方法综合练 13 图11-5-9 13.［教材变式题］ （2023南通期末） 如 图11-5-9所示，塔式起重机上的滑轮组将 重为的重物匀速吊起 时， 此时拉力 .求： （1）提升重物做的有用功. [答案] 规律方法综合练 14 （2）滑轮组的机械效率. [答案] （3）若动滑轮的重力为 ，则克服摩擦和钢绳重所做 的功是多少. [答案] （详细解答过程见详解详析） 规律方法综合练 15 图11-5-10 14.［开放探究］ 如图11-5-10所 示，体重都为 的小文和小 志要把重 的沙子运到三楼. 方案一为小文的办法.学习了滑轮 的知识后，小志利用滑轮设计了 一个升降装置（方案二）.若不计 摩擦，请结合题中信息回答下列 问题： （1）方案一中有用功和总功各是多少？ 创新情境拓展练 16 [答案] 方案一中，运沙子时做的有用功： ； 克服人的体重和桶的自重做的功为额外功，则 ； 总功： . 创新情境拓展练 17 （2）方案二中动滑轮的机械效率是多少？ [答案] 方案二中，运沙子时的有用功不变，克服动滑轮重 和桶的自重做的功为额外功， 则 ； 所做的总功： ； 则方案二中动滑轮的机械效率： . 创新情境拓展练 18 （3）请你也设计一个升降装置，并说一说你设计的升降装 置和方案二比有什么优点. [答案] 如图所示 和方案二比不用克服动滑轮的自重做额外功， 机械效率高，还可改变用力的方向. 创新情境拓展练 19 相关解析 29 $$五、 机械效率 第2课时 机械效率的测量与探究 1 知识点1 机械效率的测量 1.小明测滑轮组机械效率的实验过程如图11-5-11所示. 图11-5-11 知识要点分类练 2 （1）依据的实验原理是_ ________________,其中 ____， ____. （2）实验中，小明应______向上______缓慢拉动弹簧测力计. （3）所获得的测量数据如图所示.由图知：____， ________，______, ________. （4）根据上面的实验数据，可计算出该滑轮组的机械效率 为_______.结果精确到 竖直 匀速 知识要点分类练 3 （5）如果不测量距离，能测量出机械效率吗？____，表达 式为_______________. 能 （6）若在测力计静止时读取数据，这样得出的机械效率与 实际值相比______（选填“偏小”“偏大”或“相等”），理由： ________________________________________. 偏大 静止时绳子自由端的拉力会比匀速拉动时小 知识要点分类练 4 知识点2 影响机械效率的因素 图11-5-12 2.某实验小组在“测滑轮组机械效率”实 验中得到的数据如下表，实验装置如图 11-5-12所示. 知识要点分类练 5 实验次数 1 2 3 钩码重 4 4 6 钩码上升高度 0.1 0.1 0.1 绳端拉力 1.8 1.4 2.4 绳端移动距离 0.3 0.5 0.3 机械效率 __ __ 知识要点分类练 6 （1）通过表中数据可分析出实验1是用图____装置做的实 验，实验2是用图____装置做的实验.（均选填“甲”或“乙”） 甲 乙 （2）请在表中空白处填上恰当的数据.结果精确到 [答案] ; 知识要点分类练 7 （3）通过对实验1和实验2的数据分析可得出结论：使用不 同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，机械效率______. （4）通过对实验1和实验3的数据分析可得出结论：使用同 一滑轮组，________________，可以提高滑轮组的机械效率. 越低 增大提升的物重 知识要点分类练 8 图11-5-13 3.（2022扬州）在测量滑轮组机械效率 的活动中，装置如图11-5-13所示，欲使 所测机械效率提高，下列措施可行的是 ( ) A A. 转轴加润滑油 B. 增加提升高度 C. 增大提升速度 D. 减小物体质量 知识要点分类练 9 图11-5-14 4.（2023南通崇川区期中）如图11-5-14 所示，将完全相同的滑轮用相同的绳子 绕成甲、乙两个滑轮组，分别提起重为 和 的两个物体，比较它们省力情况 和机械效率，若不计绳重和摩擦，则下 列说法中正确的是( ) 规律方法综合练 10 A. 若，则 ，甲的机械效率较高 B. 若，则 ，乙的机械效率较高 C. 若，则 ，甲、乙的机械效率相同 D. 若，则 ，乙的机械效率较高 √ 规律方法综合练 11 图11-5-15 5.（2023泰州模拟）小华用 如图11-5-15甲所示的装置测 滑轮组的机械效率 （忽略绳重和摩擦）. 规律方法综合练 12 （1）通过改变动滑轮的重力，提升同一物体，多次实验， 将获得的数据绘制出如图乙所示的图像.分析图像可知：被 提升的物体重力相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率 越____（选填“高”或“低”）. 低 （2）根据图乙中的 点提供的数据可知，此时被提升的物 体重力为___ . 3 规律方法综合练 13 图11-5-16 6.（2023扬州）在学习了机械效率的相 关知识后，课外研究小组有同学猜想： 同一机械的机械效率是不变的.为了验证 猜想，他们用如图11-5-16所示的滑轮组 进行实验，改变钩码个数，用弹簧测力 计沿竖直方向拉着细绳，使钩码匀速向 上运动，测得的数据如表1. 规律方法综合练 14 表1 实验 次数 钩码 重 钩码上 升的高 度 绳端 拉力 绳端移 动距离 有用功 总功 机械 效率 1 2 0.1 1.0 0.3 0.2 0.30 2 3 0.1 1.4 0.3 0.3 0.42 3 5 0.1 2.2 0.3 0.5 0.66 （1）分析表中的数据，他的猜想是______（选填“正确”或 “错误”）的. 错误 规律方法综合练 15 （2）实验小组又进行了如下的探究：改变滑轮的个数组成 不同的滑轮组，仍用弹簧测力计沿竖直方向向上匀速拉动 细绳，测得的数据如表2. 规律方法综合练 16 表2 实 验 次 数 动 滑 轮 个 数 钩码 重 绳端 拉力 钩码 上升 的高 度 绳端 移动 距离 有用功 总功 机械 效率 1 1 6 3.6 0.2 0.4 1.2 1.44 规律方法综合练 17 实 验 次 数 动 滑 轮 个 数 钩码 重 绳端 拉力 钩码 上升 的高 度 绳端 移动 距离 有用功 总功 机械 效率 2 2 6 2.4 0.2 0.8 1.2 1.92 3 3 6 2.2 0.2 1.2 1.2 2.64 续表 规律方法综合练 分析数据可知：物重相同，动滑轮个数越多越省力，但机 械效率越____.进一步分析还发现，当滑轮组越来越省力时， 它的额外功越来越大，甚至会出现额外功______有用功的 情况，所以设计一个机械模型时，既要考虑省力，还要考 虑__________. 低 大于 机械效率 规律方法综合练 19 （3）根据表2中的数据，如果增加动滑轮个数继续实验， 将会出现的困难是____________________________，你的 改进方法是____________________. 绳端移动距离太长，不便操作 降低钩码上升的高度 规律方法综合练 20 图11-5-17 7.［科学探究］ 用如图11-5-17所 示的装置探究“斜面的机械效率”， 实验数据记录如下表所示. 实验 次数 物体 种类 物重 斜面高 沿斜面的拉 力 斜面长 机械 效率 1 木块 4 15 1.1 90 2 小车 4 15 90 创新情境拓展练 21 （1）沿斜面拉动物体时，应使其做__________运动. 匀速直线 （2）根据图中弹簧测力计的示数可知，第2次实验的机械 效率为_______.由实验可得初步结论：斜面倾斜程度相同时， ________越小，机械效率越高. 摩擦力 （3）第1次实验中，木块所受的摩擦力为_____ . （结果保留两位小数） 0.43 创新情境拓展练 22 相关解析 26 $$