11.3 机械效率-2024－2025学年 沪科版物理八年级下册

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 1 核心知识梳理 基础 分点训练 中档 提分训练 2 1.测量滑轮组机械效率的实验原理：_ _______________. 2.实验需要直接测量的物理量：_________________,拉力 的值, 钩码上升的高度 、_________________. 3.需要的测量工具：弹簧测力计和________.实验中应沿______方 向______拉动弹簧测力计使重力为 的钩码升高. 钩码所受的重力 绳端移动的距离 刻度尺 竖直 匀速 3 4.影响滑轮组机械效率的因素：同一滑轮组，提升重物越重，机 械效率越____;提升相同重物，动滑轮个数越多，机械效率越___, 但越省力. 高 低 4 知识点1 测量滑轮组的机械效率 1.在探究“影响滑轮组机械效率的因素”时，小 明同学用如图所示的甲、乙两个相同的滑轮 组来验证的猜想是：滑轮组的机械效率可能 与( ) 5 A.被提升物体重力有关 B.动滑轮重力有关 C.物体被提升的高度有关 D.承重绳子的段数有关 √ 6 2.小明所在的实验小组为探究“影响滑轮组机械 效率的因素”，组装如图甲所示实验装置.已知 每个钩码重为 ，施加在绳子自由端的拉力 为 ，不计绳重和摩擦，则动滑轮重力 为____ .小明想让滑轮组更省力，在甲实验装 0.2 变小 置中增加1个动滑轮，如图乙所示，则滑轮组的机械效率将会 ______（选填“变大”“变小”或 “不变”）. 7 3.（襄阳中考）某同学用如图所示的实验装置测量滑轮组的机械 效率，相关数据记录在下表中： 实验次数 1 2 3 钩码重 1.0 2.0 4.0 钩码上升高度 10 10 10 拉力 0.6 1.0 1.6 绳端移动距离 30 30 30 机械效率 8 （1）实验中，使用滑轮组提升重物时，应竖直向上 ______拉动弹簧测力计. 匀速 （2）第2次实验中，滑轮组的机械效率为________ （精确至 ）. （3）分析1、2、3次实验数据可知，使用同一滑轮组提 升重物时，重物越____（选填“重”或“轻”），滑轮组的 机械效率越高. 重 9 （4）小琪同学在仅改变提升物体速度的情况下，又做了上述第3 次实验，结果会发现滑轮组的机械效率______（选填“变大”“变 小”或“不变”）. 不变 10 知识点2 测量斜面的机械效率 4.如图所示是某学习小组“探究斜面的机 械效率”的实验装置及实验数据记录表： 实验次数 1 2 3 斜面倾角/度 45 30 30 物重 1 1 2 11 实验次数 1 2 3 斜面高度 0.7 0.5 0.5 拉力 0.9 0.7 1.4 斜面长度 1 1 1 有用功 0.7 0.5 1 总功 0.9 0.7 1.4 机械效率 续表 12 （1）表格中缺少一个数据，请补充完整：________ （精确到 ）. （2）对比实验1、2的数据得出结论：斜面倾角越小越省力，其 机械效率越____. 低 （3）通过对比实验______（选填实验次数）的数据，得出的结 论是：对于同一斜面，机械效率与所拉物体的重力______ （选填“有关”或“无关”）. 2、3 无关 13 5.（遂宁中考）涪江六桥建筑工地上 矗立的塔吊，是用电动机来带动滑轮 组提升重物的设备.如何提高滑轮组 机械效率，节约电能呢？为此同学们 进行了“影响滑轮组机械效率因素”的 实验探究，用到的装置如图所示，实 验数据记录如下表所示： 14 实验 次数 钩码重 钩码上升 高度 绳端拉力 绳端移动 距离 机械效率 1 2 0.1 1.2 0.3 2 2 0.2 1.2 0.6 3 4 0.1 1.9 0.3 4 4 0.1 1.3 0.5 （1）实验中应沿竖直方向______拉动弹簧测力计. （2）分析表中数据可知：第4次实验是用____图所示装置来完成的. 匀速 丙 15 （3）通过比较1、2两次实验数据可得出：使用同一滑轮组提升 相同重物，滑轮组的机械效率与重物上升高度无关. （4）通过比较______（填实验次数）两次实验数据可得出：同 一滑轮组提升的物体越重，滑轮组机械效率越高. （5）通过比较3、4两次实验数据可得出：不同滑轮组提升相同 重物，动滑轮越重机械效率越____. 1、3 低 16 （6）为提高滑轮组机械效率节约电能，根据以上结论和生活经 验，你建议可采取的措施有______.（多选） ABC A.减轻动滑轮重 B.增加所提物体质量 C.机械加润滑油 D.增加重物上升高度 17 6.已知斜面的机械效率与斜面粗糙 程度、倾斜程度有关.在探究“斜面 的机械效率与斜面粗糙程度的关 系”时，所用的实验装置如图所示. （1）该实验还需要的测量工具是________. （2）拉动弹簧测力计时，拉力的方向应与斜面______ （选填“平行”或“不平行”）. 刻度尺 平行 18 （3）实验时，保持斜面的倾斜角度不变，在粗糙程度不同的斜 面上匀速拉木块.用木板做斜面时拉力为 ；用铺上棉布的木板 做斜面时拉力为；用铺上毛巾的木板做斜面时拉力为 .实验 表明三个拉力的大小关系为 .则通过相关的计算可 知：三个粗糙程度不同的斜面的机械效率为______ . （均选填“ ”“”或“ ”） 19 （4）（质疑批判）在实验中，与匀速拉动木块比较，若加速拉 动木块到斜面顶端，则测得的机械效率将______（选填“偏大” “偏小”或“不变”）.其原因是 _______________________________ ________________________________________________________ ________________________________________________________. 偏小 重物重力和提升高度不变，有用 功不变，加速拉动物体，弹簧测力计的拉力变大，斜面长度不变， 拉力所做的总功偏大，机械效率偏小 20 $$第十一章 简单机械 第三节 机械效率 第1课时 认识机械效率 1 核心知识梳理 基础 分点训练 中档 提分训练 2 1.总功、额外功和有用功 （1）总功:拉力（或动力）所做的功叫总功 ____. （2）额外功:在使用机械时，为克服滑轮重力、滑轮转动时的摩 擦阻力等做的功对我们是______的,但又不得不做,称为额外功. （3）有用功:从总功中减去额外功,才是对我们有用的功,叫做 ______功， ___________. 无用 有用 3 注：（1）人们需要的功是有用功，人们为做有用功而不得不做 的功是额外功，人们在达到目的的过程中实际做的功是总功. （2）机械对物体做的功为有用功，通常用 （适用于利 用机械沿竖直方向匀速提升重物）或 （适用于利用机 械沿水平方向匀速移动物体）计算. 4 2.机械效率:______功与____功的比值叫做机械效率,用公式表示 为 . 注:（1）机械效率只有大小,没有单位.（2）由于有用功总小于总 功,所以机械效率总小于1. 有用 总 5 【概念辨析】 判断下列说法正误，正确的画“√”，错误的画“<m></m>”. 1.滑轮组的机械效率越大，拉力做功就越快.( ) × 2.使用滑轮组可以提高机械效率.( ) × 3.有用功与额外功的比值叫做机械效率.( ) × 4.摩擦力所做的功都是额外功.( ) × 5.机械效率越高，做的有用功越多.( ) × 6.做功越多的机械，其机械效率越高.( ) × 6 知识点1 有用功、额外功和总功 1.小明值日时用水桶提水从一楼上到三楼，下列关于小明做功的 说法中正确的是( ) A A.对水所做的功是有用功 B.对水所做的功是额外功 C.对桶所做的功是有用功 D.对水所做的功是总功 7 2.升旗过程中，人对绳子拉力做的功是______，克服旗的重力做 的功是________，克服摩擦力做的功是________.（均选填“有用 功”“额外功”或“总功”） 总功 有用功 额外功 3.用一个动滑轮提起一个重的物体，用的拉力是 ，物 体升高，则人做的总功为_______，有用功为_____ ，额外功 为_____ 1 000 800 200 8 知识点2 机械效率 4.已知甲、乙两种机械在做功过程中，甲的机械效率比乙的机械 效率大，这表明( ) C A.甲做功比乙做功快 B.甲做的有用功比乙做的有用功多 C.甲做的有用功与总功的比值比乙大 D.甲做的额外功比乙做的额外功少 9 5.城市快速路建设正在进行，施工现场一台起重机将质量为 的重物竖直匀速提升了,用时 ,所做的额外功是 ，起重机的机械效率为______取 . 6.一台起重机在内将重为的货物匀速提高了 ，起 重机做的有用功是__________.若起重机做的额外功是 ， 则机械效率是______，起重机的功率是_______ 2 000 10 7.用如图所示的滑轮组匀速提升重力为 的物体， 在绳子自由端移动的过程中，拉力做的功为 ， 所用时间为 .求： （1）拉力 做功的功率. 解：拉力做功的功率： .…………（1分） 11 （2）滑轮组的机械效率. 解：由图可知 ，物体上升的高度： ，…………（1分） 拉力做的有用功： ，…………（1分） 滑轮组的机械效率： .…………（2分） 12 易混易错 混淆功、功率、机械效率的概念 8.（宜昌中考）下列有关机械做功、功率、机械效率的说法中正 确的是( ) D A.效率越高的机械，功率越大 B.做功越多的机械，功率越大 C.做有用功越多的机械，效率越高 D.功率越大的机械，做功越快 13 9.分别用杠杆、动滑轮和滑轮组将同一物体举到相同高度，做的 有用功( ) D A.杠杆最多 B.动滑轮最多 C.滑轮组最多 D.一样多 14 10.（2023·连云港）下列关于机械效率的说法正确的是( ) D 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 15 11.在劳动实践活动中，小明利用斜面把一重 的箱子匀速 推到车上.如图所示，斜面长、高,小明用的推力是 ， 用时 ,则下列叙述正确的是( ) C A.斜面是一个费力机械 B.小明做的有用功是 C.推力做功的功率为 D.斜面的机械效率为 16 12.（多选）（2023·营口）如图所示，重的物体 在 的拉力作用下，内沿水平地面匀速直线运动了 ， 不计绳和滑轮自重，滑轮组的机械效率为 .下列说法正确的 是 ( ) AC A.绳自由端移动的速度为 B.在此过程中所做的额外功为 C.物体与地面间的滑动摩擦力为 D.拉力增大时，物体 受到地面的摩 擦力一定变大 17 13.（多选）（2024·青岛改编）如图所示，小 明用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置，分别匀 速提升两个质量相同的物体，绳端在相同时间内 移动的距离相等.在提升过程中，若绳端拉力 ，下列说法正确的是( ) BC A.物体的速度之比 B.有用功之比 C.总功之比 D.机械效率之比 18 14.如图所示，用竖直向上的力匀速拉动较长的杠杆，使重为 的物体缓慢升高，拉力大小 ，拉力移动的距离 为.拉力所做的功为___，有用功为____ ，杠杆的机械效 率为____ . 2 1.8 90 19 15.（2023·聊城）如图所示，是为了搬运建筑材 料而使用的简单机械.此滑轮组在 内将一批建 材匀速提升了 ，此过程中滑轮组的机械效率 是，钢丝绳拉力所做的功是 .则这 批建材所受的重力是_______，拉力 的功率是 _______ . 4 500 1 200 20 16.（跨学科·社会发展）（2023·益阳改编）早在3 000年前我们 的祖先就设计了结构很合理的辘轳，通常用于从井中提水.如图 所示是古代民间的提水设施辘轳，由辘轳头、支架、井绳、水桶 等部分构成.某次取水时井绳拉着质量为 的水缓慢上升了 ，水桶的质量为，在这一过程中，人做的总功为. 取 .求此次取水的过程中： 21 （1）人做的有用功. 解：拉着质量为的水缓慢上升了 ，水的重力： ，…………（1分） 做的有用功： .…………（1分） 22 （2）辘轳的机械效率. 解：辘轳的机械效率： . …………（2分） 23 （3）人克服井绳重力与摩擦阻力做的功. 解：此过程的额外功： ；…………（1分） 额外功包含克服水桶重力做功和克服摩擦力做功，对水桶做的额 外功： ， …………（1分） 24 克服井绳重力与摩擦阻力做的功： .…………（1分） 25 （4）列举两种提高辘轳提水机械效率的方法. 解：提高辘轳提水机械效率的方法：①换用一个容积相同，质量 更小的桶；②换用一个质量更小，容积更大的桶，装更多的水； ③减小机械间的摩擦；④换用一根质量更小的绳.（写出两条即可） 素养解读：了解我国古代的技术应用案例，体会我国古代科技对 人类文明发展的促进作用. 26 $$