专项10功、功率与机械效率的综合（课件）-2024-2025学年度人教版（2024）物理八年级下册

专项10｜功、功率与机械效率的综合 第十二章　简单机械 　　功是指力与在力的方向上通过的距离的乘积；功率是表示 做功快慢的物理量，功率大表示做功快，做功并不一定多；机 械效率是有用功与总功的比，是表示机械性能的一个重要参 数，机械效率与功率没有关系，功率大的机械效率不一定高。 1. 关于功、功率和机械效率，下列说法正确的是(　C　) A. 机械效率可以达到100％ B. 使用滑轮组越省力，机械效率越高 C. 在一定时间内，做功越多，功率越大 D. 使用机械可以省功 C 2. 下列说法正确的是(　C　) A. 做功越快的机械，它的机械效率越高 B. 滑轮组的机械效率高低与动滑轮重力大小无关 C. 功率大的机械一定比功率小的机械做功快 D. 杠杆的动力臂越长越省力 C 　　测量机械效率需要测量的量有物体的重力、物体升高的距 离、人对机械用的力、动力作用点移动的距离。测量时要认真 设计实验，要分析造成误差的原因，尽量减小误差。 3. 在“测量滑轮组的机械效率”的实验中： (1)实验原理是 ⁠。 (2)实验中操作的要求是应沿 方向 ⁠拉动弹簧测 力计，使物体缓缓上升，在测量绳端所受的拉力时，弹簧测力 计应 (选填“保持静止”或“匀速上升”)。弹簧 测力计静止时，测量绳端所受的拉力会 (选填“偏 大”或“偏小”，下同)，所测机械效率将 ⁠。 η＝　 竖直　 匀速　 匀速上升　 偏小　 偏大　 (3)小明用同一滑轮组进行了三次实验，如图所示，实验数据记 录如下表所示。 次数 钩码重 G/N 钩码上升 距离h/cm 弹簧测力 计示数F/N 弹簧测力 计上升距离s/cm 机械 效率η 1 2 10 0.8 30 83.3％ 2 4 10 1.5 30 3 6 10 30 90.9％ ①第2次实验中提升钩码做的有用功是 J，滑轮组的机 械效率为 (结果保留至0.1％)； ②第3次实验中，弹簧测力计的示数漏填，由图丙可知，弹簧 测力计的示数为 N； ③分析数据可得结论： ⁠ ⁠。 0.4　 88.9％　 2.2　 同一滑轮组的机械效率随物重的增加 而增大　 　　使用杠杆或斜面提升物体时，都有W有用＝Gh，W总＝Fs， η＝，要注意公式变形。 4. 由于在使用杠杆时的摩擦非常小，故杠杆是一种机械效率 非常高的简单机械。如图所示，物体重为720 N。 (1)若手对杠杆向下的力为200 N，则杠杆的动力臂与阻力臂的 比值为多少？ 解：(1)杠杆受到的阻力F2＝G＝720 N， 动力F1＝200 N 由杠杆平衡条件可得F1l1＝F2l2 则杠杆的动力臂与阻力臂的比值 l1∶l2＝F2∶F1＝720 N∶200 N＝18∶5 答：动力臂与阻力臂的比值为18∶5； (2)若用一根机械效率为90％的杠杆将一个720 N的物体提升5cm，则有用功为多少？需要做多少总功？ 解：(2)使用杠杆做的有用功W有用＝Gh＝ 720 N×0.05 m＝36 J 由η＝得，使用杠杆做的总功 W总＝＝＝40 J 答：物体提升5 cm，有用功为36 J， 需要做40 J的总功。　 4. 由于在使用杠杆时的摩擦非常小，故杠杆是一种机械效率 非常高的简单机械。如图所示，物体重为720 N。 5. 斜面是一种常见的简单机械，在生产和生活中利用斜面提 升物体可以省力。图示为斜面高为h＝2 m，斜面长为L＝5m。现用平行于斜面的拉力F＝200 N，将一个G＝400 N重物从 斜面底端匀速拉到斜面顶端。求： (1)拉力做的总功； 解：(1)拉力做的总功W总＝FL＝200 N×5 m＝1 000 J 答：拉力做的总功为1 000 J； (2)斜面的机械效率； 解：(2)有用功为W有用＝Gh＝400 N×2 m＝800 J 该斜面的机械效率η＝＝＝80％ 答：斜面的机械效率为80％； 5. 斜面是一种常见的简单机械，在生产和生活中利用斜面提 升物体可以省力。图示为斜面高为h＝2 m，斜面长为L＝5m。现用平行于斜面的拉力F＝200 N，将一个G＝400 N重物从 斜面底端匀速拉到斜面顶端。求： (3)已知物体沿斜面上升过程中，斜面对物体摩擦力所做的功是 额外功，物体所受斜面的摩擦力。 解：(3)所做的额外功为W额外＝W总－W有 用＝1 000 J－800 J＝200 J 由W额外＝fs可得物体受到的摩擦力f＝ ＝＝40 N 答：物体所受斜面的摩擦力为40 N。　 5. 斜面是一种常见的简单机械，在生产和生活中利用斜面提升物体可以省力。图示为斜面高为h＝2 m，斜面长为L＝5m。现用平行于斜面的拉力F＝200 N，将一个G＝400 N重物从斜面底端匀速拉到斜面顶端。求： 　　使用滑轮(组)提升物体时，W有用＝Gh，W总＝Fs，s＝nh，η＝；水平拉动物体时，W有用＝fs物，W总＝Fs，s＝ns物，η＝。 6. 如图所示，一种塔式起重机上的滑轮组把重量为6 000 N的 物体匀速吊起5 m的过程中，滑轮组的额外功为7 500 J，绳端 的拉力F的功率为625 W。求： (1)吊起物体所做的有用功； 解：(1)吊起物体所做的有用功W有用 ＝Gh＝6 000 N×5 m＝30 000 J 答：吊起物体所做的有用功为30 000 J； (2)吊起物体所用的时间； 解：(2)拉力做的总功W总＝W有用＋W额外＝ 30 000 J＋7 500 J＝37 500 J 由P＝可得做功时间，即吊起物体所用的时间t＝＝ ＝60 s 答：吊起物体所用的时间为60 s； 6. 如图所示，一种塔式起重机上的滑轮组把重量为6 000 N的物体匀速吊起5 m的过程中，滑轮组的额外功为7 500 J，绳端的拉力F的功率为625 W。求： (3)滑轮组的机械效率。 解：(3)滑轮组的机械效率η＝＝＝80％ 答：滑轮组的机械效率为80％。　 6. 如图所示，一种塔式起重机上的滑轮组把重量为6 000 N的 物体匀速吊起5 m的过程中，滑轮组的额外功为7 500 J，绳端 的拉力F的功率为625 W。求： 7. 如图所示是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口 的装置图。已知井深10 m，物体重力G＝4×103 N，汽车重G车 ＝3×104 N，汽车匀速拉绳子时的拉力F＝2×103 N，汽车受 到的阻力为车重的。 (1)若汽车运动的速度为1.2 m/s， 则将物体由井底拉至井口，需要 多长时间？ 解：(1)由图可知，滑轮组中由3段绳子承担物重，则物体上升的速度v物＝v车＝×1.2 m/s＝0.4 m/s物体由井底拉至井口需要的时间t＝＝＝25 s 答：若汽车运动的速度为1.2 m/s， 则将物体由井底拉至井口，需要25 s； (2)滑轮组的机械效率为多少？(结果保留至0.1％) 解：(2)滑轮组的机械效率η＝ ＝＝＝＝≈66.7％ 答：滑轮组的机械效率约为66.7％； (3)将物体以1.0 m/s的速度匀速从井底拉至井口，汽车牵引力 做的功是多少？功率多大？ 解：(3)由题意可得，汽车受到的 阻力f＝G车＝×3×104 N＝1 500 N 汽车匀速直线运动，受到平衡力作用，在水平方向上，汽车 受到向右的牵引力、向左的拉力、向左的阻力作用；由力的 平衡条件可得牵引力 F牵＝F拉＋f＝2×103 N＋1 500 N＝3 500 N 汽车运动的距离s车＝s绳＝3h＝3×10 m＝30 m 牵引力做的功W牵＝F牵s车＝3 500 N×30 m＝1.05×105 J 汽车运动的速度v＝nv'物＝3×1.0 m/s＝3.0 m/s 牵引力做功的功率 P牵＝F牵v＝3 500 N×3.0 m/s＝1.05×104 W 答：将物体由井底拉至井口，汽车的牵引力做的功是 1.05×105 J，功率为1.05×104 W。　 $$