11.3 机械效率（课件）2024-2025学年度沪科版物理八年级全一册

第十一章　简单机械 第三节　机械效率 第1课时　机械效率 1 知识点一　有用功、额外功、总功 1. 如图所示，用绳子和动滑轮将钩码提升至一定的高度，此过程做的有 用功是(　A　) A. 克服钩码重力做的功 B. 克服摩擦力做的功 C. 弹簧测力计拉力做的功 D. 克服动滑轮重力做的功 A 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2. 当用桶从井中打水时，对水做的功是 　有用功　，对桶做的功是 　额 外功　；若桶掉到井里，将桶打捞上来时桶里进了一些水，则对水做的 功是 　额外功　，对桶做的功是 　有用功　，对桶和水做的功是 　总 功　。(均填“有用功”“额外功”或“总功”) 有用功　 额 外功　 额外功　 有用功　 总 功　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 知识点二　机械效率 3. 甲机械的机械效率为70％，乙机械的机械效率为50％，下列说法正确 的是(　D　) A. 甲机械做功比乙机械做功更省力 B. 甲机械做功快 C. 甲机械做功多 D. 甲机械所做有用功在总功中所占的比例大 D 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 4. 甲、乙两机械的参数如图所示，下列说法正确的是(　B　) A. 甲机械的总功较大 B. 甲机械的有用功较小 C. 乙机械的额外功较小 D. 乙机械的机械效率较高 B 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 5. 如图所示，工人师傅利用滑轮将物体运上楼，该滑轮是 　定　滑轮。 若工人师傅用1 000 N的拉力将重为800 N的物体匀速提升5 m，则工人师 傅做的有用功为 　4 000　J，该滑轮的机械效率为 　80％　。 定　 4 000　 80％　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 6. 如图所示，工人用重50 N的动滑轮将质量为45 kg的材料从地面竖直匀 速提升到3 m高的地方。在此过程中，工人所用的拉力至少为 　250　N，动滑轮的机械效率最高为 　90％　。(g取10 N/kg) 250　 90％　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 7. 如图所示，利用轻质滑轮组匀速拉动水平地面上重300 N的物体，拉 力F为30 N。若物体和地面之间的摩擦力为30 N，则A处的拉力为 　30　N，滑轮组的机械效率为 　50％　。 30　 50％　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 8. 中国是世界基建强国，塔吊是基建的常用设备，图甲是塔吊的简化模 型，图乙是塔吊中滑轮组的局部放大图。已知物体重1.2×104 N，动滑 轮重0.3×104 N，在绳子自由端施加拉力F后，物体在20 s内匀速上升了 10 m。不计绳重和摩擦，求： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 (1)拉力F的大小； 解：(1)由题图乙可知，承担动滑轮和物重的绳子段数n＝2，不计绳重和 摩擦，拉力F的大小F＝(G＋G动)＝×(1.2×104 N＋0.3×104 N)＝ 7.5×103 N。 答：(1)7.5×103 N 解：(1)由题图乙可知，承担动滑轮和物重的绳子段数n＝2，不计绳重和 摩擦，拉力F的大小F＝(G＋G动)＝×(1.2×104 N＋0.3×104 N)＝ 7.5×103 N。 答：(1)7.5×103 N 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 (2)拉力F做的功； 解：(2)拉力F做的功为总功，即W总＝Fs＝Fnh＝7.5×103 N×2×10 m＝ 1.5×105 J。 答：(2)1.5×105 J 解：(2)拉力F做的功为总功，即W总＝Fs＝Fnh＝7.5×103 N×2×10 m＝ 1.5×105 J。 答：(2)1.5×105 J 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 (3)该滑轮组的机械效率。 解：(3)该滑轮组的机械效率 η＝×100％＝×100％＝×100％＝×100％＝×100 ％＝80％。 答：(3)80％。 解：(3)该滑轮组的机械效率 η＝×100％＝×100％＝×100％＝×100％＝ ×100％＝80％。 答：(3)80％。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 9. 如图所示，某同学分别用甲、乙两套滑轮把同一桶沙子从一楼地面匀 速提升到二楼。用甲滑轮所做的总功为W1，机械效率为η1；用乙滑轮所 做的总功为W2，机械效率为η2。不计绳重和滑轮的摩擦，下列说法正确 的是(　A　) A. W1＜W2，η1＞η2 B. W1＜W2，η1＜η2 C. W1＝W2，η1＝η2 D. W1＝W2，η1＜η2 A 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 10. (2024·福州十九中期末)用相同的滑轮绕成如图所示的甲、乙两个滑 轮组，用它们分别将A、B两物体匀速提升相同的高度。若两绳自由端的 拉力F恰好相等，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是(　B　) A. 物体重GA＜GB B. 滑轮组的机械效率η甲＞η乙 C. 绳子自由端移动的距离s甲＜s乙 D. 滑轮组做的额外功W额甲＞W额乙 B 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 11. 如图所示，工人用平行于斜面的推力，把一个重800 N的物体，沿着 长5 m、高1 m的斜面由底端匀速推到顶端，推力为200 N，则推力所做的 有用功为 　800　J，总功为 　1 000　J，斜面的机械效率为 　80％　， 物体与斜面间的摩擦力为 　40　N。 800　 1 000　 80％　 40　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 12. 质量为60 kg的装卸工人用如图所示的滑轮组匀速提升重200 N的货 物，货物在2 s内被提升6 m，在此过程中，该滑轮组的机械效率为80％。 不计绳重及摩擦，求： (1)工人做的有用功； 解：(1)工人做的有用功W有＝Gh＝200 N×6 m＝1 200 J。 答：(1)1 200 J 解：(1)工人做的有用功W有＝Gh＝200 N×6 m＝1 200 J。 答：(1)1 200 J 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 (2)绳子自由端的拉力； 解：(2)拉力做的总功W总＝＝＝1 500 J， 由题图可知，承担动滑轮和物重的绳子段数n＝2，则拉力移动的距离s＝ 2h＝2×6 m＝12 m， 绳子自由端的拉力F＝＝＝125 N。 答：(2)125 N 解：(2)拉力做的总功W总＝＝＝1 500 J， 由题图可知，承担动滑轮和物重的绳子段数n＝2，则拉力移动的距离s＝ 2h＝2×6 m＝12 m， 绳子自由端的拉力F＝＝＝125 N。 答：(2)125 N 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 (3)动滑轮所受的重力。 解：(3)拉力做的额外功W额＝W总－W有＝1 500 J－1 200 J＝300 J， 不计绳重及摩擦，额外功是克服动滑轮的重力所做的功，则动滑轮所受 的重力 G动＝＝＝50 N。 答：(3)50 N。 解：(3)拉力做的额外功W额＝W总－W有＝1 500 J－1 200 J＝300 J， 不计绳重及摩擦，额外功是克服动滑轮的重力所做的功，则动滑轮所受 的重力 G动＝＝＝50 N。 答：(3)50 N。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 13. 用图甲所示的装置探究滑轮组的机械效率η与物重G物的关系，改变 G物，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，计算并绘出η与G物的关系图像，如 图乙所示。若不计绳重和摩擦，此滑轮组中动滑轮重 　3　N；当G物＝6 N 时，滑轮组的机械效率η＝ 　66.7％　(结果保留到0.1％)。 3　 66.7％　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 第十一章　简单机械 第三节　机械效率 第2课时　测量机械效率 20 知识点一　测量滑轮组的机械效率 1. 用如图所示的装置探究滑轮组的机械效率，下列说法不正确的是 (　A　) A. 实验时弹簧测力计可以在静止时读数 B. 弹簧测力计必须竖直向上拉 C. 测量机械效率的原理：η＝×100％ D. 此装置可以探究滑轮组机械效率与绳子段数的关系 A 1 2 3 4 5 6 7 2. (2024·福州连江期末)在“测量滑轮组机械效率”的实验中，利用图1 中甲、乙、丙三个实验装置进行实验，测得的实验数据见下表。(钩码规 格相同，动滑轮重不可忽略) 1 2 3 4 5 6 7 实验次 序 钩码重 G/N 提升高度 h/m 绳端拉力 F/N 绳端移动的距 离s/m 机械效率η 1 4 0.1 0.3 2 8 0.1 3.2 0.3 83.3％ 3 8 0.1 2.0 0.5 80.0％ (1)在实验中，应沿竖直方向 　匀速　拉动弹簧测力计。 匀速　 1 2 3 4 5 6 7 (2)第1次实验中，弹簧测力计的示数如图2所示，其读数为 　1.8　N，滑 轮组的机械效率为 　74.1％　(结果保留到0.1％)。 (3)由1、2两次实验数据可得出结论： 　使用同一滑轮组提升重物时，物 重越大　，滑轮组的机械效率越高。 1.8　 74.1％　 使用同一滑轮组提升重物时，物 重越大　 1 2 3 4 5 6 7 (4)由 　2、3　两次实验数据可得出结论：使用不同滑轮组提升相同重物 时，动滑轮越重，机械效率越低。 (5)如图1中丁所示，在第3次实验操作的基础上，改变绳子自由端拉力的 方向，测得的拉力大小将 　变大　。 2、3　 变大　 1 2 3 4 5 6 7 知识点二　提高机械效率的方法 3. 在测量滑轮组机械效率的实验中，实验装置如图所示，要使此滑轮组 的机械效率提高，下列操作可行的是(　D　) A. 减小定滑轮的重力 B. 增大被提升物体的高度 C. 增大动滑轮的重力 D. 增大被提升物体的重力 D 1 2 3 4 5 6 7 4. 某实验小组分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组(每个滑轮重相同)在 相同时间内把重物G提升相同高度。若F1和F2大小相等，不计绳重及摩 擦，下列说法正确的是(　D　) A. F1和F2做功的功率相同 B. F1和F2做的总功相同 C. 两个滑轮组的机械效率一样大 D. 甲滑轮组的机械效率比乙滑轮组的机械效率高 D 1 2 3 4 5 6 7 5. 在测量滑轮组机械效率的实验中，小明用如图所示的滑轮组先匀速提 升重为G1的物体，额外功与有用功之比为1∶3；再匀速提升重为G2的物 体，G1∶G2＝1∶3。若不计绳重和摩擦，则先后两次滑轮组的机械效率 η1∶η2为(　A　) A. 5∶6 B. 6∶5 C. 1∶3 D. 3∶1 A 1 2 3 4 5 6 7 6. 斜面是一种简单机械，生活中人们常常利用它来搬运货物，以达到省 力的目的。小明想探究“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度的关系”， 于是他找来一块长木板、一个木块、三个高度不同的长方体、一把刻度 尺和一个弹簧测力计进行实验，实验装置如图所示，实验数据见下表。 1 2 3 4 5 6 7 实验 次序 斜面倾斜 程度 木块重 G/N 斜面的 高度h/m 沿斜面的 拉力F/N 木块移动 的距离s/m 斜面的 机械效率η 1 较缓 5 0.2 3.3 0.5 60.6％ 2 较陡 5 0.25 3.8 0.5 65.8％ 3 最陡 5 0.3 4.2 0.5 (1)在实验过程中，沿斜面向上拉动木块，使木块做 　匀速直线　运动。 (2)由表中数据可知，第3次实验时斜面的机械效率为 　71.4％　。(结果 保留到0.1％) 匀速直线　 71.4％　 1 2 3 4 5 6 7 (3)分析比较表中的实验数据，可初步得出结论：斜面越陡，其机械效率 越 　高　。 (4)除了倾斜程度会影响斜面的机械效率，你认为斜面的 　粗糙程度　也 会影响斜面的机械效率，这样猜想的依据是 　斜面越粗糙，滑动摩擦力 越大，做的额外功越多，机械效率就越低　。 高　 粗糙程度　 斜面越粗糙，滑动摩擦力 越大，做的额外功越多，机械效率就越低　 1 2 3 4 5 6 7 7. 在“测量滑轮组机械效率”的实验中，某小组的实验装置如图甲、 乙、丙所示，实验数据见下表。 实验次序 1 2 3 钩码重G/N 4 4 6 钩码上升的高度h/m 0.1 0.1 0.1 绳端拉力F/N 1.8 1.6 2.4 绳端移动的距离s/m 0.3 0.4 机械效率η 74.1％ 62.5％ 1 2 3 4 5 6 7 (1)该小组同学用第1次实验中使用的装置做第3次实验，请将表中第3次实 验空缺的数据填写完整：绳端移动的距离s＝ 　0.3　m，机械效率η ＝ 　83.3％　(结果保留到0.1％)。 0.3　 83.3％　 (2)若采用图丙中的装置，改变动滑轮重，提升同一物体并进行多次实 验，根据实验数据绘制出图丁所示的图像，分析图丁可知：被提升物体 所受的重力相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率 　越低　；由图丁 中的A点坐标可知，被提升物体所受的重力为 　3　N。(不计绳重和摩擦) (3)若每个滑轮的质量均为0.1 kg，则第2次实验中克服摩擦力做的功 为 　0.04　J。(不计绳重，g取10 N/kg) 越低　 3　 0.04　 1 2 3 4 5 6 7 $$