12.3.2 测量机械效率-【宝典训练】2023-2024学年八年级下册物理高效课堂(人教版)

第12章 简单机械 第2课时 测量机械效率 基曲过关 1.原理： 2.过程：沿 方向 拉动弹簧测力计，使重力为G的钩码升高，测出拉力F、钩码提升的 高度h、绳的自由端移动的距离s,计算W有、W,?。改变钩码数量或利用不同滑轮组，重复上述 实验。 3.结论：同一滑轮组，提升重物越重，机械效率越 :提升相同重物，动滑轮越重，机械效率越 0 注意：测量机械效率时，所需要的测量工具为刻度尺和弹簧测力计。如果没有刻度尺，也可以根据刀 厂一，测量出机械效率，但是不能计算出每次的有用功和总功 。知识点①则量机械效率 1,在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，某一实验小组用同一滑轮组进行了三次实验（如图所示），实 验数据记录如下表。 钩码重 钩码上升 弹簧测力 弹簧测力计上 机械 次数 G/N 距离h/cm 计示数F/N 升距离s/cm 效率 1 2 10 0.8 30 83.3% 2 4 10 1.5 30 乙 3 6 10 30 90.9% (1)测量的原理： (2)所用的器材除钩码、铁架台、滑轮组、细绳外，还需要 和弹簧测力计。 (3)需要测量的物理量为 和 (4)实验中应沿 方向拉更省力，且应该 拉动弹簧测力计。 (5)实验的表达式是 :在第2次实验中，滑轮组的机械效率为 (结 果保留一位小数)。 (6)分析数据可得结论：同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越 (选填“高”或 “低”)。 (7)根据实验结论推测，使用该滑轮组再次将重8N的物体匀速提升10cm,此时滑轮组的机械效率 可能为 A.71.6% B.82.6% C.92.4% D.100% 161 物理·八年级·下册(R) 2.工人用如图所示的甲、乙两种滑轮把同样一桶沙提升相同的高度，若不计绳重和摩擦，且沙子的重 力大于动滑轮重力，则所用的拉力F甲 Fz,拉力F做的功W甲 Wz,滑轮机械效率 7甲 (本题均选填“>”“<”或“=”)。 (第2题图) (第3题图) 3.如图所示，在“测量滑轮组机械效率”的实验中，物体重6N,实验时，应沿 方向匀速拉动弹 簧测力计，物体上升高度为10cm,此时弹簧测力计的示数为 N,滑轮组的机械效率是 (保留一位小数)。 ⑦知识点2机械效率的计算 4.(改编)如图所示，4根相同的绳子组成的甲、乙、丙、丁四个滑轮组，其中甲、乙、丙是相同的塑料滑 轮，丁是铁质滑轮。 塑料轮 型料轮 塑料轮 铁轮 甲 乙 的 (1)甲、乙把相同的钩码匀速提升相同的高度，若不计绳重及摩擦，拉力对物体所做的功 ,绳子自 由端移动的距离 ,拉力所做的功 ,额外功 ,因此机械效率 (均选 填“相等”或“不相等”)。说明同一个滑轮组的机械效率跟绳子的绕线方式 关。 (2)丙比乙多一个钩码，也提升相同的高度，若不计绳重及摩擦，丙做的有用功比乙 ,丙做的 额外功和乙 滑轮组的机械效率大。说明同一个滑轮组的机械效率跟物体的 重力 关；物体的重力越大，机械效率越 (3)乙、丁两图对比，在同样不计绳重及摩擦，拉力对物体所做的功 ,铁滑轮的重力大于塑料 滑轮，丁图所做的额外功 ,因此机械效率 (均选填“变大”“相等”或“变小”) (4)综合上述结论，提高机械效率的方法有 有用功， 额外功（均选填“增大” 或“减小”)。 5.如图，小东用200N的拉力通过滑轮组吊起质量为30kg的箱子，箱子在10s内被匀速 竖直提升了2m。若不计绳重和摩擦，取g=10N/kg,下列说法正确的是( A.在此过程中箱子的机械能不变 B.小东做功的功率为80W C.在此过程中小东做的额外功为600J D.滑轮组的机械效率为33.3% 6,有一种重心在支点处的杠杆，它与转轴间的摩擦很小，因此机械效率很高。若使用这种杠杆将重为 180N的物体匀速提升50cm的过程中，杠杆的机械效率为90%，则提升该物体做的有用功为 J,总功为 J,额外功为 J。 162 第12章简单机械 课后进团 7.如图所示，甲、乙两个滑轮组是用四只完全相同的滑轮和两根相同的绳子组成，提升相同的重物，不 计绳重和摩擦，下列说法中正确的是( A.不知重物上升的高度，机械效率无法确定 B.甲拉力大，机械效率较高 C.乙较省力，机械效率相同 D.若以更快的速度提升重物，滑轮组机械效率增大 8.如图所示，重为800N的物体在100N水平拉力F的作用下，以0.2m/s的速度沿水平地面向左匀速 直线运动了10s,滑轮组的机械效率为60%。在此过程中，下列说法正确的( A.拉力F做的功为400J B.额外功为240J C.物体与地面间的摩擦力为120N D.若再用该滑轮组水平向左匀速直线拉动重力不同的另一物体，机械效率不变 9.在抗洪抢险行动中，小澄需要帮老百姓把一个质量为240kg的重物搬到2m高的车上，为了省力，他 采用5m的长木板搭了一个斜面（如图）。搬运过程中，他用沿斜面向上1200N的力，历时1min将 重物匀速地推到车上(g取10Nkg)。关于此简易斜面装置，下列说法中正确的是( A.小澄对重物做的有用功为480J B.小澄做的总功为4800J C.小澄做功的功率为100W D.此简易斜面装置的机械效率为83.3% (第9题国》 (第10题图) (第11题图) 10.在杂技表演中，有一项跳板节目，如图所示，支点在跳板的中央，此时跳板右端距离地面1，当质量 为80kg的甲表演者从距离跳板右端2m高的位置由静止落到跳板的右端时，这时会将质量为40kg 的乙表演者弹起5m,恰好落在另一位表演者肩上扛的杆的座椅上。跳板的机械效率为( A.75% B.78% C.83% D.87% 1L.如图所示，在相同时间内将重物从水平面分别沿BA和CD拉至梯形平台顶端，已知物重20N,F1 =20N,F2=15N,平台高度h=1m,斜面长Lm=2m,Lm=3m,则两次过程拉力做功功率P P:,机械效率（均选填“>”“=”或“<”），物体沿斜面AB运动过程中所受摩 擦力大小为 N。 12.用如图所示的两种方式，分别把相同的物体匀速提升相同的高度，不计绳重及 摩擦。甲图中滑轮的好处是 ,两图中拉力做功的大小关 系为W甲 Wz,机械效率的大小关系为m 2。(后两空选 填“大于”“等于”或“小于”) 163 物理·八年级·下册(R) 13.如图甲所示，小明乘坐汽车沿盘山公路上山，发现车子爬坡的困难程度受坡度大小影响：如图乙所 示，小明看到工人利用斜面搬运货物时，人的作用力受斜面的粗糙程度影响，为此，小明想探究斜 面的机械效率与哪些因素有关。他猜想，斜面的机械效率可能与： 猜想1：斜面的倾斜程度有关。猜想2：斜面的粗糙程度有关。猜想3：斜面的长度有关。 小明设计了如图丙所示的实验方案并进行探究。如表是他记录的实验数据，表中1、3两次实验所 用斜面粗糙程度相同的，每次实验物体在斜面上都做匀速直线运动。 乙 实验 斜面的 斜面的 物重 斜面 沿斜面 斜面 机械 次数 倾角 粗糙程度 G/N 高度h/m 拉力F/N 长s/m 效率/% 1 37 粗糙 2 0.6 1.7 1 2 379 较光滑 2 0.6 1.4 1 85.7 3 45 粗糙 2 0.6 1.8 0.85 78.4 (1)除如图丙所示的器材外，还需要的实验器材有 请你在表中的空格处填上适当的 数据 (2)对比1,2两次实验数据，可以验证猜想 (填数字)：对比1、3两次实验数据，可以得出结 论： 。1、3两次实验物体与斜面间的摩擦力 (选填“相等”或“不相等”)。 (3)小明找来一张三角形的纸，自制成一个“模拟钻头”，如图丁所示，慢慢地展开这张纸，原来是一 个三角形的斜面。根据 (填实验次数的序号)两次实验数据得出的结论，可推测图丁中 钻头 (选填“A”或“B”)更省力。 能力提升 14.一辆车开进了泥潭中，司机取来一个动滑轮欲将汽车从泥潭中拉出，如图所示，若司机用750N的 拉力在5s内将汽车水平匀速拉动1m,那么： (1)司机所做的功是多少J? (2)司机做功的功率是多少W? (3)若滑轮的机械效率为60%，汽车所受地面的摩擦力是多少N? 164宝典训练物理·八年级下册(R) 16.如图所示： 17.如图所示： (5)9069086.95% (6)丁少 4.D5.小于 小于” 6.C 7.15010075% 8.0.06580% 课后进阶 9.B10.D 11.D12.两能不能 13.(1)小于(2)0.9300(3)大于 14.45090%2015.A40300 18.如图所示： 16.解：①油P可细，拉力敏的急功 W。=Pat=120W×2s=240J, =W血×100%可知，拉力做的有用功： 由一we Wa=7W。=80%×240J=192J, 由W=Gh可知，重物的重力： G-W4=192=480N: h0.4m 地面 (2)不计绳重及摩擦时，克服动滑轮重力做的功为额 19,如图所示： 外功，由W。=W十W可知，额外功： W=W。-W6=240-192=48J: 由W。=Gh可知，动滑轮的重力： 0 G==48=120N h0.4m 20.如图所示： 21.如图所示： (3)由图可知a=3,由不计绳重和摩擦时F=子(G十 Ga)可知，拉力为400N时提升物体的重力： G=3F'-Gm=3×400N-120N=1080N, 此时滑轮组的机被效率： 1080N 3X400N×100%= 90%。 能力提升 G 17.(1)①F,h②用弹簧测力计并借助一个动滑轮将同 样的钩码缓慢地匀速向上提升相同高度，记录拉力 12.3 机械效率 F,计算拉力所做的功W,=2hF 第1课时机械效率 (2)在使用动滑轮提升物体时，要对动滑轮做功 基础过关 第2课时测量机械效率 1.W 2.W 3.Wa 基础过关 4.有用功 W Wa 总功刀一w。 1.n-Wa 5.物重机械自重摩擦 2.竖直匀速3.高低 课堂巩固 课堂巩围 1.(1)有用 相同(2)额外总 V道×100% 1.(1)y=wa (3)额外 (4)10020120 (2)刻度尺 2.B (3)物体的重力G物体升高的高度拉力的大小F 3.(1)600 拉力移动的距离 (2)桶的重力克服人的重力2520312019.23% (4)竖直匀速 (3)12072083.33% (4)18078076.92% G×100%88.9% (5)一 18 物理参考答案 (6)高(7)C 功的功率：P-W2-2400-120w: 2.><>3.竖直2.483.3% t 20s 4.(1)相等不相等相等相等相等无 (3)滑轮组的机械效率： (2)多一样多丙有大 ×10%-280×100%=75%. (3)相等变大变小(4)增大减小 ”-wa 8.解：(1)拉力F所做的功：W,=F$=15N×5m=75J: 5.B6.9010010 (2)由图可知n■3，绳子自由端移动的距离： 课后进阶 ￥=nsA=3×5m=15m, 7.C8.B9.C10.C11.<>10 拉力F,做的总功：W。=F2s=10N×15m=150J, 12.改变拉力的方向小于大于 有用功等于拉力F,所做的功：W。=W,=75J, 13.(1)刻度尺71 滑轮组的机械效率： (2)2在其他条件相同时，斜面的机械效率的大小与 斜面的倾斜程度有关，倾斜程度越大，机械效幸越大 ×10%=高×10%=50% Wa 不相等 (3)滑轮组的颜外功： (3)1.3B W=Wa-W6=150J-75J=75J。 能力提升 9.解：(1)由图1知，物体上升的高度h=1.1m,对物体做 14.解：(1)车被拉动了1m,则拉力F移动的距离为 的有用功： W有=Gh=2.5N×1.1m=2.75J: s=2sm=2×1m=2m, 故司机所做的功W=Fx=750N×2m=1500J. (2)由题知，将物块从底部沿斜面匀速运动到如图1所 示的位置，用时6s,划由图2可知，6s内拉力做的总功 (2)同机做功的功率P-W-1500-300w。 58 为W=3.6J: (3)滑轮做的有用功W角=7W。=60%×1500J 900J. (3)斜面的机械效率： 汽车受到地面的摩擦力∫= W=900l=900N。 ×100%-27得×100%≈76：4%： 1m 一w 3.6J (4)拉力F所做功的功率： 专题九功、功率、机械效率综合计算 p-Ws-3.6J=0.6w. 6s 一，功和功率的计算 由图3知，物体做匀速直线运动，且v=0.3m/s, 1.C2.D3.D4.400100100 5.84000375 由P=Fu可得拉力：F=P=0.6w =2N v0.3ms 6.解：(1)汽车从静止加速到30ms的过程行驶的路程是 %=120m,然后再匀速行驶了10s,匀速阶段行驶的距 第12章 简单机械复习课 离为=W=30m/s×(20s5-10s)=300m,则汽车在0 重难再现 一20s内行驶的路程为x=￥+乡=120m十300m= 一、杠杆及杠杆平衡条件 420m: (2)在匀速行驶的过程中所受牵引力为5000N,则汽车 例1D 在10~20s内牵引力所做的功W=F=5000N× 变式训练 300m=1.5×10'J: 1.A2.B (3)发动机的功率恒定不变，故汽车发动机的功率为P 3.如图所示： =W=E=Fo=5000N×30m/s=1.5×10W 槽钢 起重机吊帽 二、机械效率的综合计算 7.解：(1)建筑材料的重力： G=mg-60kgX10N kg=600N. 物理 提升建筑材料做的有用功： 老师 W。=(Gh=600N×3m=1800J: (2)由图可知n■2，绳子自由端移动的距离： s=nh=2X3m=6m. 4.(1)平衡(2)左端下沉(3)变大 拉力做的总功：W。=Fs=400N×6m=2400J,拉力做5.解：(1)物体在O点，杠杆水平静止时， 19