11.3机械效率 导学案 2024-2025学年物理沪科版八年级全一册

第2课时 提高机械效率的途径 知识点 提高机械效率的途径 有用功一定时， ；额外功一定时， . 知识点 提高机械效率的途径 【例】 用如图所示的滑轮组提升重物时（忽略绳重及摩擦），下列做法能提高滑轮组机械效率的是 （ ） A.增加物体被提升的高度 B.增加动滑轮的重力 C.改变绳子的绕法，减少承担重物的绳子的股数 D.增加物体的重力 规律总结 提高滑轮组机械效率的主要措施： （1）增加每次提升重物的重力，可以增大有用功占总功的比例. （2）换用轻质的滑轮、在滑轮的转轴中加润滑油以减小摩擦等，即在有用功一定时，减小额外功. 1.采取下列措施，可以提高机械效率的是 （ ） A.有用功一定，增大总功 B.总功一定，增大额外功 C.有用功一定，减小额外功 D.额外功一定，减少总功 2.关于滑轮组的机械效率，下列说法正确的是 （ ） A.同一滑轮组提起的物品越重，机械效率越低 B.做的有用功越多，滑轮组的机械效率越高 C.采取减小摩擦、改进机械结构等方法，可以使机械效率达到100% D.滑轮组的机械效率与绳子的绕法无关 3.（贵阳期末）如图所示，将绳的一端固定在天花板上的A点，绳绕过滑轮后，手作用在绳的另一端B点，利用滑轮匀速提升重物.下列说法正确的是（不计摩擦和绳重） （ ） A．重物质量越大，该滑轮机械效率越小 B．手对绳端B点拉力所做的功是有用功 C．A点和B点绳子受到的拉力大小相同 D．重物上升得越高，滑轮的机械效率越大 4.甲、乙两个滑轮组如图所示，其中每个滑轮的质量都相同，用它们在相同时间内分别将重物G1、G2提升相同的高度，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是 （ ） A．若G1=G2，则拉力做的总功相同 B．若G1=G2，则甲的机械效率大于乙的机械效率 C．若F1=F2，则拉力做功的功率相同 D．用甲、乙中的任何一个滑轮组提起不同的重物，机械效率不变 第4题图 第5题图 5.如图，测动滑轮机械效率时必须沿 方向匀速向上拉动弹簧测力计.钩码重为1 N，弹簧测力计的示数为 N，动滑轮的机械效率是 （精确到0.1%）. 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第三节 机械效率 第1课时 认识机械效率 知识点1 有用功、额外功和总功 1.有用功是指完成某项任务时，无论用何种方法都必须做的功，用W有表示；额外功是指在完成某项任务时并非需要但不得不做的功，用W额表示； 总功是指有用功和额外功之和，用W总表示，即W总=W有+W额. 知识点2 机械效率 2.有用功和总功之比叫做机械效率，即η=×100%，η＜100%且无单位.机械效率越高,做功性能越好. 知识点1 有用功、额外功和总功 【例1】小明和体重较大的爸爸帮助邻居各扛一袋质量为10 kg的大米，从一楼爬到三楼，爸爸用时较短，则小明与爸爸所做的 (A） A.有用功相等 B.总功相等 C.总功率相等 D.有用功和总功的比值相等 知识点2 机械效率 【例2】某建筑工地用如图所示的滑轮组提升重物，人对绳的拉力F为400 N，能将75 kg的物体以0.1 m/s的速度匀速提升，则拉力F的功率为120W,此时滑轮组的机械效率为62.5%.（不计绳重和摩擦，g取10 N/kg） 规律总结 1.机械效率是有用功和总功的比值，它只有大小，没有单位，常用百分率表示. 2.机械效率是表示机械性能的物理量，机械效率越高，机械性能越好. 3.由于额外功不可避免，所以有用功总是小于总功，故机械效率η总小于1. 4.机械效率的高低由有用功和总功共同决定，与机械是否省力、功率大小都没有关系. 1.从井中提水时，吊水桶常常会落入井里，用物理知识分析下列说法，其中错误的是 (A） A.用吊水桶向上提水，人对桶和水做的功都是有用功 B.用吊水桶向上提水，人对桶做的功是额外功 C.吊水桶掉入井里，打捞水桶时桶里会带些水，这时人对水做的功是额外功 D.吊水桶掉入井里，打捞水桶时，人对桶做的功是有用功 2.用四只完全相同的滑轮组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，把相同的物体匀速提升相同的高度.若用η甲、η乙表示甲、乙两滑轮组的机械效率，W甲、W乙表示拉力所做的功（不计绳重与摩擦）,则 (A） A.η甲=η乙,W甲=W乙 B.η甲=η乙，W甲>W乙 C.η甲<η乙，W甲<W乙 D.η甲>η乙，W甲<W乙 3.如图，用一个重2 N的动滑轮，把重12 N的物体在2 s内匀速提升0.2 m（不考虑绳子的重力和摩擦），则 (D） A.绳子的拉力F=6 N B.绳子自由端移动速度v=0.1 m/s C.有用功W有=2.8 J D.动滑轮的机械效率约为85.7% 4.用如图所示的滑轮组匀速提升重为400 N的物体，人对绳的拉力为250 N，不计绳重及摩擦，滑轮组的机械效率为80%.如果人的体重为 550 N，竖直向下匀速拉动绳子的过程中（绳子始终未断裂），使用此滑轮组能提升的最大物重为1 000N. 第4题图 第5题图 5.将物体A、B置于如图所示的装置中，物体B恰好匀速下降，已知A重60 N，B重10 N，则A所受地面的摩擦力为20N；若对A施加一个水平向左的拉力F，刚好使A在原来的水平面上匀速向左运动，则拉力F大小为40N.（不计绳重、滑轮重及绳子与滑轮间的摩擦） 6.在探究斜面机械效率的实验中，如图所示是某同学将一块长木板一端垫高做成倾角为30°、高h为0.3 m的斜面，现将重5 N的木块用弹簧测力计匀速拉到斜面顶端h的位置.此过程中弹簧测力计示数恒为3 N，所用时间为 12 s.求： （1）木块从底端运动到顶端过程中的速度； （2）木块从底端运动到顶端过程中，拉力做功的功率； （3）此斜面的机械效率.（精确到0.1%） 解:（1）倾角30 °、高h为0.3 m的斜面，其长度： s=2h=2×0.3 m=0.6 m, 木块从底端运动到顶端过程中的速度： v=st=0.6 m12 s=0.05 m/s； （2）拉力的功率：P=Wt=Fst=Fv=3 N×0.05 m/s=0.15 W； （3）斜面的机械效率： η==×100%=×100%≈83.3%. 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示意图.已知井深10 m，物体重G=5.4×103 N，汽车重G车=3×104 N，汽车匀速直线行驶拉绳子的力F=2×103 N，汽车受到的阻力为车重的0.1倍，求： （1）将物体从井底匀速拉至井口的过程中，汽车拉绳子的力做的功； （2）滑轮组的机械效率； （3）汽车匀速直线运动的速度为2.4 m/s时，汽车牵引力的功率. 解:（1）将物体从井底拉至井口的过程中，绳端移动的距离： s=3h=3×10 m=30 m， 汽车拉绳子的拉力做的功： W总=Fs=2×103 N×30 m=6×104 J; （2）汽车对物体做的有用功： W有=Gh=5.4×103 N×10 m=5.4×104 J; 滑轮组的机械效率： η=×100%=×100%=90%； （3）汽车匀速运动时，受向右的牵引力、向左的绳子拉力和向左的阻力，根据力的平衡条件可得牵引力： F牵=F+f=F+0.1G车=2×103 N+0.1×3×104 N=5×103 N, 牵引力的功率：P=F牵v汽=5×103 N×2.4 m/s=1.2×104 W. 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第2课时 提高机械效率的途径 知识点 提高机械效率的途径 有用功一定时，减小额外功；额外功一定时，增大有用功. 知识点 提高机械效率的途径 【例】 用如图所示的滑轮组提升重物时（忽略绳重及摩擦），下列做法能提高滑轮组机械效率的是 （D） A.增加物体被提升的高度 B.增加动滑轮的重力 C.改变绳子的绕法，减少承担重物的绳子的股数 D.增加物体的重力 规律总结 提高滑轮组机械效率的主要措施： （1）增加每次提升重物的重力，可以增大有用功占总功的比例. （2）换用轻质的滑轮、在滑轮的转轴中加润滑油以减小摩擦等，即在有用功一定时，减小额外功. 1.采取下列措施，可以提高机械效率的是 （C） A.有用功一定，增大总功 B.总功一定，增大额外功 C.有用功一定，减小额外功 D.额外功一定，减少总功 2.关于滑轮组的机械效率，下列说法正确的是 （D） A.同一滑轮组提起的物品越重，机械效率越低 B.做的有用功越多，滑轮组的机械效率越高 C.采取减小摩擦、改进机械结构等方法，可以使机械效率达到100% D.滑轮组的机械效率与绳子的绕法无关 3.（贵阳期末）如图所示，将绳的一端固定在天花板上的A点，绳绕过滑轮后，手作用在绳的另一端B点，利用滑轮匀速提升重物.下列说法正确的是（不计摩擦和绳重） （C） A．重物质量越大，该滑轮机械效率越小 B．手对绳端B点拉力所做的功是有用功 C．A点和B点绳子受到的拉力大小相同 D．重物上升得越高，滑轮的机械效率越大 4.甲、乙两个滑轮组如图所示，其中每个滑轮的质量都相同，用它们在相同时间内分别将重物G1、G2提升相同的高度，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是 （B） A．若G1=G2，则拉力做的总功相同 B．若G1=G2，则甲的机械效率大于乙的机械效率 C．若F1=F2，则拉力做功的功率相同 D．用甲、乙中的任何一个滑轮组提起不同的重物，机械效率不变 第4题图 第5题图 5.如图，测动滑轮机械效率时必须沿竖直方向匀速向上拉动弹簧测力计.钩码重为1 N，弹簧测力计的示数为0.6N，动滑轮的机械效率是83.3%（精确到0.1%）. 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第三节 机械效率 第1课时 认识机械效率 知识点1 有用功、额外功和总功 1.有用功是指完成某项任务时，无论用何种方法都 ，用W有表示；额外功是指在完成某项任务时 ，用W额表示； 总功是指有用功和额外功之和，用W总表示，即W总= . 知识点2 机械效率 2.有用功和总功之比叫做机械效率，即η= ，η＜100%且无单位.机械效率越高,做功性能 . 知识点1 有用功、额外功和总功 【例1】小明和体重较大的爸爸帮助邻居各扛一袋质量为10 kg的大米，从一楼爬到三楼，爸爸用时较短，则小明与爸爸所做的 ( ） A.有用功相等 B.总功相等 C.总功率相等 D.有用功和总功的比值相等 知识点2 机械效率 【例2】某建筑工地用如图所示的滑轮组提升重物，人对绳的拉力F为400 N，能将75 kg的物体以0.1 m/s的速度匀速提升，则拉力F的功率为 W,此时滑轮组的机械效率为 %.（不计绳重和摩擦，g取10 N/kg） 规律总结 1.机械效率是有用功和总功的比值，它只有大小，没有单位，常用百分率表示. 2.机械效率是表示机械性能的物理量，机械效率越高，机械性能越好. 3.由于额外功不可避免，所以有用功总是小于总功，故机械效率η总小于1. 4.机械效率的高低由有用功和总功共同决定，与机械是否省力、功率大小都没有关系. 1.从井中提水时，吊水桶常常会落入井里，用物理知识分析下列说法，其中错误的是 ( ） A.用吊水桶向上提水，人对桶和水做的功都是有用功 B.用吊水桶向上提水，人对桶做的功是额外功 C.吊水桶掉入井里，打捞水桶时桶里会带些水，这时人对水做的功是额外功 D.吊水桶掉入井里，打捞水桶时，人对桶做的功是有用功 2.用四只完全相同的滑轮组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，把相同的物体匀速提升相同的高度.若用η甲、η乙表示甲、乙两滑轮组的机械效率，W甲、W乙表示拉力所做的功（不计绳重与摩擦）,则 ( ） A.η甲=η乙,W甲=W乙 B.η甲=η乙，W甲>W乙 C.η甲<η乙，W甲<W乙 D.η甲>η乙，W甲<W乙 3.如图，用一个重2 N的动滑轮，把重12 N的物体在2 s内匀速提升0.2 m（不考虑绳子的重力和摩擦），则 ( ） A.绳子的拉力F=6 N B.绳子自由端移动速度v=0.1 m/s C.有用功W有=2.8 J D.动滑轮的机械效率约为85.7% 4.用如图所示的滑轮组匀速提升重为400 N的物体，人对绳的拉力为250 N，不计绳重及摩擦，滑轮组的机械效率为 .如果人的体重为 550 N，竖直向下匀速拉动绳子的过程中（绳子始终未断裂），使用此滑轮组能提升的最大物重为 N. 第4题图 第5题图 5.将物体A、B置于如图所示的装置中，物体B恰好匀速下降，已知A重60 N，B重10 N，则A所受地面的摩擦力为 N；若对A施加一个水平向左的拉力F，刚好使A在原来的水平面上匀速向左运动，则拉力F大小为 N.（不计绳重、滑轮重及绳子与滑轮间的摩擦） 6.在探究斜面机械效率的实验中，如图所示是某同学将一块长木板一端垫高做成倾角为30°、高h为0.3 m的斜面，现将重5 N的木块用弹簧测力计匀速拉到斜面顶端h的位置.此过程中弹簧测力计示数恒为3 N，所用时间为 12 s.求： （1）木块从底端运动到顶端过程中的速度； （2）木块从底端运动到顶端过程中，拉力做功的功率； （3）此斜面的机械效率.（精确到0.1%） 7.如图所示是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的示意图.已知井深10 m，物体重G=5.4×103 N，汽车重G车=3×104 N，汽车匀速直线行驶拉绳子的力F=2×103 N，汽车受到的阻力为车重的0.1倍，求： （1）将物体从井底匀速拉至井口的过程中，汽车拉绳子的力做的功； （2）滑轮组的机械效率； （3）汽车匀速直线运动的速度为2.4 m/s时，汽车牵引力的功率. 学科网（北京）股份有限公司 $$