第四讲 第3课时 机械效率（课件PPT）-【中考总动员】2024年中考物理讲义（泸州专用）

第3课时　机械效率 2024泸州物理 目 录 1 真题自测 体验中考 2 知识梳理 素养形成 4 全国视野 素养落地 3 重点难点 素养拓展 1 真题自测 体验中考 1．(2021·泸州) (多选) 如图所示的滑轮组，动滑轮重3 N，物体A在5 s内被匀速提升0.5 m的过程中，图中绳的拉力均沿竖直方向，滑轮组的 机械效率为90%，不计绳重和摩擦，则在本次实验中(　 　) A．若提升更重的物体，滑轮组的机械效率降低 B．物体A的重力为27 N C．绳子自由端的拉力F大小为8 N D．绳子自由端拉力的功率为3 W BD 返回首页 第3课时　机械效率 首页 1 2 3 4 总目录 返回首页 第3课时　机械效率 首页 1 2 3 4 总目录 返回首页 第3课时　机械效率 首页 1 2 3 4 总目录 2．(2023·泸州) 小聪探究斜面的机械效率时，将粗糙程度均匀的长木板用支架支撑构成斜面，如图所示。用刻度尺量出斜面底端A点到斜面上B点的距离L为80 cm，B点距水平地面高度h为20 cm。沿斜面向上用0.8 N的拉力F将重为2 N的木块匀速拉到B点，用时2 s，则这段过程中拉 力F做功的功率P＝__________W，斜面的机械效率η＝_________%，木 块在该斜面上受到的滑动摩擦力f＝__________N。 0.32 62.5 0.3 返回首页 第3课时　机械效率 首页 1 2 3 4 总目录 3．(2020·泸州) 如图所示，站在水平面上的建筑工人竖直拉着绳，通过滑轮组将540 N的重物在5 s内匀速提升1 m。已知工人重600 N，与地面的接触总面积为0.04 m2，动滑轮重100 N，不计绳重和滑轮的摩擦。 重物被匀速提升的过程中，绳自由端的速度为_______m/s，人对地面的 压强为________Pa。若用该滑轮组竖直匀速提升更重的物体，则滑轮组 的机械效率将_______(选填“变大”“变小”或“不变”)。 0.4 7 000 变大 返回首页 第3课时　机械效率 首页 1 2 3 4 总目录 返回首页 第3课时　机械效率 首页 1 2 3 4 总目录 用该滑轮组提升更重的物体，在提升高度相同时，由于物重增大，则有用功增大，而额外功几乎不变，所以有用功在总功中所占的比例变大，机械效率会变大。 返回首页 第3课时　机械效率 首页 1 2 3 4 总目录 4．(2013·泸州) 小欣用如图所示的动滑轮提升重力G＝9 N的物体，当用竖直向上F＝5 N的拉力拉绳的自由端匀速上升0.8 m, 用时4 s。小欣所 做的总功是_______J，机械效率是_______，拉力的功率是______W。 4 90% 1 [解析]　小欣所做的总功：W总＝Fs＝5 N×0.8 m＝4 J； 有用功：W有用＝Gh＝9 N×0.4 m＝3.6 J， 返回首页 第3课时　机械效率 首页 1 2 3 4 总目录 2 知识梳理 素养形成 有用功、额外功和总功 知识点 1   定义 计算公式 有用功 对人们有用的功 1.竖直方向提升物体：W有用＝G物h 2.水平方向移动物体：W有用＝fs 额外功 人们不需要但又必须做的功 1.对摩擦、绳重不计的竖直方向的滑轮组： W额外＝G动h 2.对斜面：W额外＝fL 总功 动力所做的功 W总＝Fs 联系 W总＝__________＋__________ W有用 W额外 返回首页 第3课时　机械效率 首页 知识点1 知识点2 知识点3 知识点4 总目录 1．定义：__________与__________的比值。 2．定义公式：_______________。 3．物理意义：表示有用功在总功中的__________。 4．提高机械效率的普遍方法：减小机械__________和减小机械部件间 的__________。 机械效率 知识点 2 有用功 总功 比值 自重 摩擦 返回首页 第3课时　机械效率 首页 知识点1 知识点2 知识点3 知识点4 总目录 滑轮组的机械效率 知识点 3 类型 平衡力 nF＝__________ f ＝__________ G动＋G物 nF 返回首页 第3课时　机械效率 首页 知识点1 知识点2 知识点3 知识点4 总目录 G物h G总h Fs fs物 Fs 返回首页 第3课时　机械效率 首页 知识点1 知识点2 知识点3 知识点4 总目录 相同点 1.同一根绳子的各段拉力大小__________； 2.物体移动的时间和绳子自由端移动的时间是__________的，因此绳子自由端移动的速度v绳与物体移动的速度v物之间的关系为：v绳＝__________v物； 3.初中阶段，默认(或题目上有提示)不计滑轮与绳子之间的摩擦，不计绳子重力时才有nF＝G动＋G物或f＝nF这个结论 相等 相等 n 返回首页 第3课时　机械效率 首页 知识点1 知识点2 知识点3 知识点4 总目录 斜面和杠杆的机械效率 知识点 4   斜面 杠杆 图例 返回首页 第3课时　机械效率 首页 知识点1 知识点2 知识点3 知识点4 总目录   斜面 杠杆 相关物理量 斜面长为L，高为h。用平行于斜面的推力F，将一个重为G的物体由斜面底端以速度v匀速推到顶端。运动过程中木箱受的摩擦力为f 实验时，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，弹簧测力计的示数为F，钩码总重为G，钩码上升高度为h，弹簧测力计移动距离为s W有用 W有用＝__________ W有用＝__________ W额外来源 ____________ _______________ Gh Gh 摩擦力做功 杠杆自重做功 返回首页 第3课时　机械效率 首页 知识点1 知识点2 知识点3 知识点4 总目录   斜面 杠杆 W额外 W额外＝__________ W额外＝__________ W总 W总＝__________ W总＝__________ 决定因素 斜面的__________和__________ 杠杆的__________和提升的__________ 相关链接 斜面的整个长度L，未必是力F的方向上移动的距离 杠杆自重移动的距离与钩码上升高度h无必然联系 fL Fs－Gh G物h＋fL Fs 倾斜程度 粗糙程度 自身重力 物重 返回首页 第3课时　机械效率 首页 知识点1 知识点2 知识点3 知识点4 总目录 3 重点难点 素养拓展 (2015·泸州) 如图所示为电工师傅用移动式升降机抢修一条动力外线，已知升降机的箱篮重900 N，用升降机将重600 N的王师傅匀速提 升8 m，升降机做的有用功为______J，升降机的机械效率是______。(伸缩杆和所携带的工具质量不计) 有用功、额外功的识别与计算 焦点 1 4 800 40% 返回首页 第3课时　机械效率 首页 焦点1 焦点2 焦点3 总目录 返回首页 第3课时　机械效率 首页 焦点1 焦点2 焦点3 总目录   关于功的计算一定要注意是哪一个力做功，且在这个力的方向上的距离是多少。力与物体移动的距离必须对应于同一个物体同一段时间，单位统一为国际单位。 (1)克服重力做功：①先确定重力G(或由G＝mg求出)；②确定重力在竖直方向上移动的距离h；③根据W＝Gh计算功，注意h的单位是m。 (2)牵引力(或阻力)做功：①可根据“匀速运动”的字眼利用二力平衡求得牵引力F(或阻力f)；②确定沿力的方向上移动的距离；③根据W＝Fs(或W＝fs)计算功，s的单位是m。 返回首页 第3课时　机械效率 首页 焦点1 焦点2 焦点3 总目录 (2014·泸州) 利用如图所示的滑轮组，在20 s时间内将重为20 N 的物体匀速提升了2 m，所用拉力F为12.5 N。下列判断正确的是(　　) A．绳子自由端移动的速度为0.1 m/s B．该滑轮组的机械效率为80% C．此段时间内，拉力做功为40 J D．拉力做功的功率为1.25 W 滑轮组的特点 焦点 2 B 返回首页 第3课时　机械效率 首页 焦点1 焦点2 焦点3 总目录 [解析]　根据图示可知，n＝2，绳子自由端移动的距离：s＝2h＝2×2 m＝4 m， 返回首页 第3课时　机械效率 首页 焦点1 焦点2 焦点3 总目录   绳子自由端移动的速度v绳与物体移动的速度v物之间的关系为：v绳＝nv物，因为滑轮组省了力，所以必然费距离。 返回首页 第3课时　机械效率 首页 焦点1 焦点2 焦点3 总目录 (2017·泸州) 如图所示，将一个重10 N的物体用沿斜面向上的拉力F＝7.5 N匀速拉到斜面的顶端，物体沿斜面移动的距离s为5 m，上升 的高度h为3 m，则人对物体做的有用功是__________J，斜面的机械效 率为__________；在高度相同时，斜面越长越__________(选填“省力”或“费力”)。 斜面的特点 焦点 3 30 80% 省力 返回首页 第3课时　机械效率 首页 焦点1 焦点2 焦点3 总目录 [解析]　(1)克服物体重力所做的功为有用功，则人对物体做的有用功：W有用＝Gh＝10 N×3 m＝30 J； (2)拉力做的总功：W总＝Fs＝7.5 N×5 m＝37.5 J； 返回首页 第3课时　机械效率 首页 焦点1 焦点2 焦点3 总目录 4 全国视野 素养落地 1．(2023·连云港) 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．做功越快的机械，机械效率越高 C．所做有用功越多的机械，机械效率越高 D．有用功与总功的比值越大的机械，机械效率越高 D 返回首页 第3课时　机械效率 首页 1 2 3 4 总目录 2．(2023·成都) (多选) 如图甲所示装置，小欢用力F向下拉绳子，使物体M在水平地面匀速移动，地面ab、bc粗糙程度不同。物体M重为400 N，动滑轮重为 5 N，ab＝2 m，bc＝3 m。物体M从a点到c点过程中，拉力F与M移动距离的关系如图乙所示，不考虑物体大小对运动的影响，忽略绳子重力及滑轮转轴摩擦，对此过程的分析，下列结论正确的是(　 　) 甲 乙 A．绳子自由端移动的距离为15 m B．拉力F做的功为840 J C．拉力F在ab段做的额外功等于在bc段做 的额外功 D．物体从ab段到bc段，滑轮组的机械效率变大 BD 返回首页 第3课时　机械效率 首页 1 2 3 4 总目录 3．(2023·朝阳) (多选) 如图所示，用40 N的拉力F沿水平方向拉绳子的一端，使重500 N的物体A以0.2 m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了10 s。已知滑轮组的机械效率为80%，则此过程中，下列说法正确的 是(　 　) A．绳子自由端移动的距离为6 m B．物体A受到的摩擦力为90 N C．拉力F做的功为240 J D．拉力F的功率为19.2 W AC 返回首页 第3课时　机械效率 首页 1 2 3 4 总目录 4．(2023·内江)如图所示，将重力为10 N的物体沿斜面向上从底端匀速拉到顶端。若斜面长L为1 m，斜面高h为0.3 m，拉力F为4 N，拉力的功 率为2 W，则此过程中，斜面的机械效率是__________%，物体从斜面 底端运动到斜面顶端所用的时间是__________s。 75 2 返回首页 第3课时　机械效率 首页 1 2 3 4 总目录 本讲内容结束 请完成《练测本》本讲内容 [解析]　不计绳重和摩擦，动滑轮重不变，物重变大时，根据 η＝＝＝＝可知，滑轮组的机械效 率变大，故A错误；根据η＝＝＝可 知，90%＝，解得：G＝27 N，即物体A的重力为27 N，故B正确；由图可知，n＝3，不计绳重和摩擦，绳子自由端的拉力： F＝(G＋G动)＝×(27 N＋3 N)＝10 N，故C错误；绳子自由端 移动的距离：s＝3h＝3×0.5 m＝1.5 m，拉力所做的总功： W总＝Fs＝10 N×1.5 m＝15 J，则拉力的功率：P＝＝ ＝3 W，故D正确。故选BD。 [解析]　由图可知，绳子的有效段数n＝2，绳子自由端移动的距离：s＝2h＝2×1 m＝2 m，绳自由端的速度：v＝＝＝0.4 m/s； 不计绳重和滑轮的摩擦，拉力F＝(G＋G动)＝×(540 N＋100 N)＝ 320 N，人对地面的压力：F压＝G人－F＝600 N－320 N＝280 N，则人对地面的压强：p＝＝＝7 000 Pa； 机械效率：η＝×100%＝×100%＝90%； 拉力的功率：P＝＝＝1 W。 η＝×100% 计算表达式 W有用＝________ W总＝________＝________＝Fnh η＝×100% ＝×100% ＝×100%或η＝×100% W有用＝Ts物＝_______ W总＝_______ η＝×100%＝×100% ＝×100% ＝×100% [解析]　将王师傅提升8 m做的功是有用功，所以：W有用＝Gh＝600 N× 8 m＝4 800 J；伸缩杆和所携带的工具质量不计，对升降机的箱篮做的功是额外功，所以：W额外＝G箱h＝900 N×8 m＝7 200 J，升降机的机械效率：η＝×100%＝×100%＝40%。 绳子自由端移动的速度：v＝＝＝0.2 m/s； 滑轮组的机械效率：η＝×100%＝× 100%＝×100%＝×100%＝80%； 拉力做的功：W总＝Fs＝12.5 N×4 m＝50 J； 拉力做功的功率：P＝＝＝2.5 W。 斜面的机械效率：η＝×100%＝×100%＝80%； (3)由W总＝W有用＋W额外，即Fs＝fs＋Gh可得，拉力F＝f＋，f、G不变，故在高度相同时，斜面越长越省力。 $$