12.4 机械效率 第1课时 有用功和额外功、机械效率（课件）2024-2025学年人教版物理八年级下册

12.4 机械效率 第 1 课时 有用功和额外功、机械效率 ● 名师点拨/事半功倍 ● 考点集训/夯实基础 ● 综合检测/巩固排查 ● 核心素养/中考新考法 目 录 1. 有用功是必须要做的对工作目的有用的功，用 W 有用表示；额外功是对工作目的没有用但又不得不做的功，用 W 额外表示；总功是有用功与额外功之和是总共做的功，用 W 总表示。 2. 机械效率 η= ；机械效率的高低反映了使用机械时有用功在总功中所占的比例大小，比例越大，机械效率越高，机械的性能越好，经济效益越高。 3. 使用任何机械都不可避免地要做额外功，有用功总小于总功，所以机械效率总小于 1。 机械效率通常用百分数表示。 返回目录 名师点拨/事半功倍 1. 一材拓题 教材 P117 演示改编 用绳子将钩码提升至一定的高度，如图所示，此过程所做的有用功是 （ ） A． 升高钩码所做的功 B． 克服摩擦力所做的功 C． 提高绳子所做的功 D． 克服动滑轮重力所做的功 ■考点 1 有用功和额外功 A 考点集训/夯实基础 返回目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 2. 如图所示，用竖直向上的力匀速拉动杠杆，使重为 18 N的物体缓慢升高 0.1 m，拉力大小 F=8 N，拉力移动的距离为 0.25 m。 所做的有用功为 ______ J，额外功为 _______ J，总功为 _______ J。 1.8 0.2 2 考点集训/夯实基础 返回目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 3. 在日常应用简单机械时，下列说法错误的是（ ） A． 总功一定大于有用功 B． 有用功一定大于额外功 C． 机械效率一定小于 1 D． 机械效率是有用功在总功里所占的百分比 ■考点 2 机械效率 B 考点集训/夯实基础 返回目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 4. 习题衍生 教材 P121，T5 改编 如图所示，小明用动滑轮把 90 N 的重物匀速提升2 m，所用的拉力是 60 N，则小明做的有用功是 ______ J，动滑轮的机械效率是 ______。 180 75% 考点集训/夯实基础 返回目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 5. 如图所示，用一个重为 18 N 的动滑轮来提升物体，在实际工作中匀速竖直向上的拉力为 30 N，则动滑轮的机械效率 （ ） A． 一定等于 30% B． 一定等于 70% C． 一定小于 70% D． 可能大于 70% C ■易错点 忽略绳重和摩擦 易错归纳 考点集训/夯实基础 返回目录 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 6． 关于机械效率，下列说法正确的是 （ ） A． 功率越大的机械，机械效率越高 B． 机械效率越高的机械越省力 C． 机械效率越低的机械，做的功就越少 D． 由于有用功总小于总功，机械效率总小于 1 D 返回目录 综合检测/巩固排查 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 7. 如图所示,斜面长 3 m,高 0.6 m,建筑工人用绳子在 6 s 内将重 500 N 的物体从其底端沿斜面向上匀速拉到顶端,拉力是 150 N(忽略绳子的重力)｡ 则下列说法正确的是（ ） A. 斜面上的摩擦力是 50 N B. 拉力的功率是 50 W C. 拉力所做的功是 300 J D. 斜面的机械效率是 80% A 返回目录 综合检测/巩固排查 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 8. 利用如图所示装置将重为 100 N 的物体匀速从斜面的底端拉到顶端。 已知斜面的长是5 m，高是 2 m，拉力为 F=50 N，则该装置的机械效率为 （ ） A． 40% B． 50% C． 80% D． 100% A 返回目录 综合检测/巩固排查 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 9. 如图所示，当水平拉力 F=50 N 时，恰好可以使物体 A 沿水平地面向右做匀速直线运动。已知物体重为 200 N，所受地面的摩擦力约为 80 N，假如在 5 s 时间内，物体水平移动了0.6 m，不计绳和滑轮的自重，则在此过程中（ ） A. 拉力 F 做功为 30 J B. 物体重力做功为 120 J C. 拉力 F 做功的功率为 12 W D. 该装置的机械效率约为 60% C 返回目录 综合检测/巩固排查 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 10. 如图是人抬起独轮车车把时的简化示意图，此时独轮车相当于一个 ________（选填“省力”“费力”或“等臂”）杠杆；若动力臂是阻力臂的 3 倍，物体和车总重 G 为1 200 N，抬起车把的力 F=500 N，则此杠杆的机械效率为 ______。 80% 省力 返回目录 综合检测/巩固排查 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 11. 如图所示为建筑工地上常用的铲车，铲车的机械手臂是利用杠杆原理工作的。 机械手臂是用液压顶将手臂、铲斗向上举起的，若液压顶杆的功率为 80 kW，用 20 s 时间将铲车内10 吨的货物向上匀速举高 4 m，则这段时间内顶杆所做的功为 _______ J，机械手臂的机械效率为 _______。（g 取 10 N/kg） 1.6×106 25% 返回目录 综合检测/巩固排查 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 12. 往车上装重物时，常常用长木板搭个斜面，把重物沿斜面推上去。 如图所示，工人用 3 m长的斜面，把 120 kg 的重物提高 1 m。（g 取10 N/kg）求： （1）假设斜面很光滑，则需要施加的推力 F； （2）若实际用力为 500 N，斜面的机械效率 η； （3）重物受到的摩擦力 f。 返回目录 综合检测/巩固排查 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 解：（1）斜面很光滑，人做的有用功等于用斜面所做的总功：W 有用=Gh=mgh=120 kg × 10 N/kg×1 m=1 200 J； W 总=Fs=W 有用=1 200 J ，解得 ： F = = =400 N； （2）有摩擦力时人所做的总功： W 总′=F′s=500 N×3 m=1 500 J；斜面的机械效率：η= = =0.8=80%； 返回目录 综合检测/巩固排查 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 （3）W 额外=W 总′-W 有用=1 500 J-1 200 J=300 J，由 W 额外=fs 可得f= = =100 N。 返回目录 综合检测/巩固排查 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 13. 设计实验 小明用图中的动滑轮匀速拉动水平地面上的物体 A，他猜想动滑轮拉动的物体越轻，机械效率越高，请设计实验检验其猜想，并填写实验报告。 返回目录 核心素养/中考新考法 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 （1）实验目的：__________________________________________________。 （2）实验器材：小明准备了钩码，除了如图所示的器材，你还需要的测量工具有 __________。 探究动滑轮拉动物体时机械效率与物体轻重的关系 弹簧测力计 返回目录 核心素养/中考新考法 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 （3）实验步骤： ①用测力计直接拉着物体 A 沿水平方向做匀速直线运动，物体 A 处于平衡状态， 由二力平衡条件可知，滑动摩擦力 f 等于拉力 F1； ②如题图所示，用动滑轮匀速拉动物体 A 做匀速直线运动，记下测力计的示数 F2； ③在物体 A 上方放不同数量的钩码，分别重复上面的步骤①②，比较机械效率大小得出结论。 返回目录 核心素养/中考新考法 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 $$