3.4.3 机械效率-【初中必刷题】2024-2025学年九年级上册科学同步课件(浙教版)

科 学 九年级全一册 ZJ 1 2 3 第3章 能量的转化与守恒 4 第4节 简单机械 课时3 机械效率 5 刷基础 刷提升 鼠标轻轻一点，内容立即呈现 6 基础 知识点1 机械效率 1.【2023山东淄博期末，中】两台机械，甲机械效率为，乙机械效率为 ， 下列说法正确的是( ) D A.甲机械一定比乙机械省力 B.甲机械一定比乙机械做功快 C.甲机械做的有用功一定比乙机械的多 D.有用功相同时，乙机械所做的总功多 【解析】 机械效率是有用功与总功的比值，机械是否省力与机械效率的高低无关， A错误;做功快的机械功率大，但机械效率不一定高，B错误;甲的机械效率比乙高， 说明甲的有用功与总功的比值大于乙，但甲做的有用功不一定大于乙，当做的有 用功相同时，乙机械所做的总功多于甲，C错误，D正确。 刷基础 返回目录 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 7 归纳总结 机械效率是有用功与总功的比值，机械效率高，可以说明： （1）有用功占总功的比值大；（2）额外功占总功的比值小；（3）有用功一定时， 做的总功或者额外功少；（4）额外功一定时，做的有用功多或总功多；（5）总 功一定时，做的有用功多或额外功少。 刷基础 返回目录 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 8 知识点2 机械效率的计算和应用 2.下图为“测滑轮组机械效率”的实验装置。在弹簧测力计拉力作 用下,重的物体在内匀速上升了 ,弹簧测力计的示数如 图所示（不计绳重及摩擦）,下列说法中错误的是( ) C A.弹簧测力计的拉力是 B.物体上升的速度为 C.弹簧测力计拉力的功率为 D.滑轮组的机械效率约为 刷基础 返回目录 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 9 【解析】 由题图可知,弹簧测力计的拉力是 ，故A正确，不符合题意。物体 在内匀速上升,物体上升的速度为 ，故B正确， 不符合题意。,拉力端移动的距离 ,拉力做的总 功，拉力的功率 ， 故C错误，符合题意。有用功 ;滑轮组的机械 效率 ,故D正确，不符合题意。 刷基础 返回目录 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 10 3.【2024浙江宁波期末】如图所示，工人用的拉力使重 的物体以 的速度做匀速直线运动，已知物体受到水平地面的摩擦力为物重的0.3倍。 下列说法正确的是( ) D A.绳子自由端移动的速度是 B.物体受到的拉力为 C.在内拉力做的功为 D.滑轮组的机械效率约为 刷基础 返回目录 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 11 思路分析 刷基础 返回目录 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 12 【解析】 由题图知,滑轮组上绳子的有效承重段数 ,那么绳子自由端移动的 速度物 ,故A错误;物体受到水平地面的摩擦力 ,物体以 的速度做匀速直线运动,所以 物体受到的拉力,故B错误;由和 可得, 拉力做的功 （总功）,故C错误; 内拉力做的有 用功 ,滑轮组的机械效率 ，故D正确。 刷基础 返回目录 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 13 4.【2024浙江温州期末，中】斜面是一种简单机械，在生 活和生产中使用斜面的好处是可以省力，那么斜面省力情 况与哪些因素有关呢？（使用斜面的省力情况可以通过比 小明为验证上述猜想，利用如图所示的装置进行了实验。实验中物体在斜面上做 匀速直线运动，相关的记录如表。 较沿斜面的拉力与物体重力 的比值大小来判断，比值越小越省力） 小明提出了如下猜想： 猜想1：与斜面的表面材料有关； 猜想2：与斜面的倾斜程度有关； 猜想3：与物体受到的重力大小有关。 刷基础 返回目录 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 14 实验序号 1 2 3 4 5 6 斜面倾角 斜面的表面材料 木板 毛巾 木板 木板 木板 木板 物体重 2.0 2.0 4.0 6.0 2.0 2.0 沿斜面拉力 1.35 1.52 2.70 4.05 1.52 1.70 （1）物体从斜面底端沿斜面匀速向上运动，若上升高度相同，斜面倾斜角度越大， 机械效率______（填“越高”“越低”或“不变”）。 越高 【解析】 斜面的倾斜角度越大，斜面所受物体的压力越小，则物体受到的摩擦力 越小，越小， 不变，所以机械效率越高。 刷基础 返回目录 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 15 （2）通过对比实验1、5、6中的数据，得出结论： _____________________________________________________。 在其他条件相同时，斜面的倾斜程度越小,提升物体越省力 【解析】 在实验1、5、6中,其他条件都相同,只有倾斜角度不同,比较得出结论: 在其他条件相同时，斜面的倾斜程度越小,提升物体越省力。 刷基础 返回目录 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 16 （3）小明通过实验验证猜想3是错误的，他的依据是_________________________ _____________________________________。 比较1、3、4三次实验,计算出沿斜面的拉力与物体的重力的比值相等 【解析】 验证猜想3时,需控制斜面倾斜程度和表面材料相同,只改变物体重力,故 选实验1、3、4的数据进行分析。通过计算得出三组实验中拉力和重力的比值相同, 所以猜想3是错误的。 刷基础 返回目录 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 17 （4）完成实验后，小明还想知道实验1中物体在斜面上受到的摩擦力 的大小。已 知斜面倾角 时，斜面长、高，分析可知______ 。 0.35 【解析】 做的总功: ;做的有用功: ;做的额外功: ;物体受到的摩擦力： 。 刷基础 返回目录 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 18 刷易错 易错点 功、功率、机械效率混淆 5.【2023浙江杭州期末，中】下列关于功、功率、机械效率的说法正确的是 ( ) D A.物体做功越多，功率一定越大 B.机器的功率越小，机械效率一定越低 C.功率不同的机器，做的功一定不相等 D.额外功与总功之比越小，机械效率一定越高 刷基础 返回目录 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 19 【解析】 功率是功与做功时间的比值，做功多，时间不确定，功率大小不能确定， A错误;机械效率是有用功与总功之比，机械效率与功率大小没有直接关系，B错误； 由 可知，做功的多少与功率和做功的时间都有关，功率不同的机器，做的 功可能相等，C错误；总功包括有用功和额外功，额外功在总功中所占比例越小， 说明有用功在总功中所占比例越大，机械效率越高，D正确。 刷基础 返回目录 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 20 易错警示 功表示做功的多少，功大表示做功多；功率表示做功的快慢，功率大表示做功快， 即做功时间相同时做功多，或做功相等时做功时间短；机械效率反映的是机械在 使用时能量利用率的高低，是评价机械性能好坏的重要依据，用有用功与总功的 比值来表示，机械效率高，表示有用功与总功的比值大，与功率的概念完全不同。 刷基础 返回目录 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 21 提升 1.【2023浙江宁波期中，偏难】如图所示，重为 的物体在拉 力的作用下，以大小为的速度匀速运动的距离为 ，已知物 体在水平桌面上运动时受到的摩擦阻力为物重的 分之一，不 计绳重、轮与轴间的摩擦，下列说法正确的是( ) C A.物体在水平面上匀速运动时受到一对平衡力的作用 B.拉力的功率为 C.额外功为 D.滑轮组的机械效率为 刷提升 返回目录 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 22 【解析】 物体在水平面上匀速运动时处于平衡状态，受到的竖直向上的支持力和 竖直向下的重力是一对平衡力，受到的水平向右的拉力和水平向左的摩擦力也是 一对平衡力，共受到两对平衡力的作用，A错误；由题图可知，动滑轮上绳子的股 数,则绳端移动的速度为 ,拉力的功率为 ，B错误;绳自由端移动的距离 ,拉力做的 总功 ，物体在水平方向上运动，克服摩擦力做的功为有 用功，即 ，额外功 ,C正确;滑轮组的机械效率 ，D错误。 刷提升 返回目录 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 23 2.【2024浙江温州调研，中】如图，用甲、乙两个滑轮组匀速提升 重物，已知物重与之比为 ，甲滑轮组中动滑轮的重力为 ，与之比是，乙滑轮组中两个动滑轮的总重为 ，与 之比是 （不计绳重与摩擦），则甲、乙两个滑轮组的机械效 率之比为( ) A A. B. C. D. 刷提升 返回目录 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 24 【解析】 根据机械效率公式可得， ；甲、乙 两滑轮组的机械效率分别为， ， 故甲、乙两个滑轮组的机械效率之比为 ，故A符合题意，B、C、D不符合 题意。 刷提升 返回目录 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 25 3.【2024浙江绍兴期末，中】如图所示，小科用 的 力提升重为的物体，使物体在内被提升 。不 计绳重和摩擦，请分析： （1）该装置使用的滑轮组___（填字母）； A.只省力 B.只改变力的方向 C.省力且改变力的方向 D.省力但不改变力的方向 C 【解析】 由题图可知，该滑轮组中有定滑轮和动滑轮，定滑轮可以改变力的方向， 动滑轮可以省力，所以使用该滑轮组既可以省力，又可以改变力的方向，故C符合 题意，A、B、D不符合题意。 刷提升 返回目录 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 26 （2）动滑轮重为_____； 【解析】 由题图可知，承担物重的绳子的段数为2，小科用 的力提升重为 的物体，所以动滑轮的重：物 。 （3）此过程中，滑轮组的机械效率为_____。 【解析】 由于小科用的力提升重为的物体，物体在内被提升 ， 则滑轮组的机械效率 。 刷提升 返回目录 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 27 4.【2024浙江金华调研，中】某同学家新房装修时，在地面与窗台间放置一斜木 板，将瓷砖沿木板从地面匀速拉上窗台（忽略瓷砖的体积和空气阻力）。如图所 示，已知窗台高，木板长，瓷砖重，沿斜面所用拉力为 ，则 斜面的机械效率是_____，斜面对瓷砖的摩擦力是_______。 刷提升 返回目录 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 28 【解析】 由题意可知，瓷砖的重力，斜面高度 ，拉力做的有 用功；拉力，斜面的长度 ， 拉力做的总功 ；斜面的机械效率是 。拉力做的额外功为 ，由 可得，斜面对瓷砖的 摩擦力 。 刷提升 返回目录 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 29 关键点拨 本题考查斜面的机械效率问题。能够清楚地分析出有用功是克服瓷砖重力所做的 功，总功是拉力做的功，额外功是克服摩擦所做的功，是解决本题的关键，除此 之外，还需应用 来计算斜面的机械效率。 刷提升 返回目录 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 30 刷素养 走向重高 5.核心素养 科学思维［偏难］图甲是用滑 轮组匀速提升物体的示意图，卷扬机对绳 子竖直向下的拉力 与卷扬机拉动绳子的 速度 的关系如图乙所示。当使用这个装置 提升重为的物体 时，卷扬机拉动绳 子的速度为 ，不计绳重及摩擦，卷扬机拉动绳子的功率保持不变。 刷提升 返回目录 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 31 （1）求提升物体时卷扬机对绳子的拉力 ； 【答案】 【解析】 当使用这个装置提升重为的物体 时，卷扬机拉动绳子的速度为 ，由题图乙可知，当时，卷扬机对绳子的拉力 。 （2）求动滑轮受到的重力 ； 【答案】 【解析】 由题图甲可知，绳子的有效股数 ，不计绳重及摩擦，由 可得，动滑轮受到的重力为 。 刷提升 返回目录 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 32 （3）若用该装置提升另一物体时，卷扬机拉动绳子的速度为 ，求此时滑 轮组的机械效率 （计算结果保留整数）。 【答案】 【解析】 因卷扬机拉动绳子的功率保持不变，所以，卷扬机拉动绳子的功率为 ，若用该装置提升另一物体 时，卷扬机拉动绳子的速度为 ，则卷扬机对绳子的拉力为 ，物体 的重力为 ，此时滑轮组的机械效率为 。 刷提升 返回目录 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 33 $$