第十二章 第3节 机械效率 第1课时 机械效率2024-2025学年人教版物理八年级下学期

第十二章 第3节 机械效率 第1课时 1.有用功和额外功 (1)有用功：为了达到目的必须要做的功叫作有用功，用 W有 表示. (2)额外功：克服机械自身重力和摩擦力等因素所做的功，并 非需要但又不得不做的功叫作额外功，用 W额表示. (3)总功：有用功和额外功的总和叫作总功，用 W总表示.W总＝ ____________. W有＋W额 走进生活：用水桶从井里提水时，对水做的是________功， 对桶做的是________功；桶掉到井里，捞桶时，桶里有少许水， 此时对水做的是________功，对桶做的是________功. 有用 额外 额外 有用 2.机械效率 有用功 总功 η (1)定义：__________跟__________的比值叫作机械效率，用 ________表示. (2)公式η＝________. 额外功 小于 小于 1 (3)使用任何机械都不可避免地要做____________，有用功总 是________总功，所以机械效率总是__________. 无 温馨提示：机械效率是反映机械性能好坏的物理量，其高低 与使用机械是省力还是费力________(填“有”或“无”)关. W有 W总 知识点 1 有用功、额外功和总功 典例 1：质量是 40 kg 的小王同学用重 10 N 的水桶，提起重 力为100N的水，沿楼梯送到三楼，每层楼高 3 m，完成这一次提 水，他对水做的功为有用功. 则他做的有用功和额外功分别是 ( ) A.600 J，2400 J C.600 J，60 J B.600 J，2460 J D.3000 J，60 J 审题：首先要理清有用功、额外功和总功三者之间的区别和 联系；其次看清题目要求的是哪个量.题中小王同学对水做的功为 有用功，将数据代入公式W＝Gh 即可求出，而额外功则是小王把 水提到三楼时克服自身重力以及水桶重力所做的功. 答案：B 知识点 2 机械效率 典例 2：(2023 年连云港)下列关于机械效率的说法正确的是 ( ) 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.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 答案：D 方法技巧：判断机械效率高低的方法 (1)总功一定时，有用功越多(或额外功越少)，则机械效率越高. (2)有用功一定时，总功越少(或额外功越少)，则机械效率越高. (3)额外功一定时，总功越多(或有用功越多)，则机械效率越高. 易错原因 错误地认为机械效率越高，功率越大 正确理解 功率是表示做功快慢的物理量，做功越快，功率越大； 机械效率是指有用功与总功的比值 易错点 混淆机械效率与功率概念 易错训练：下列有关功、功率、机械效率的说法，正确的是 ( ) A.做功越快的机械，功率越大 B.越省力的机械，机械效率越高 C.功率越大的机械，机械效率越高 D.做有用功越多的机械，机械效率越高 答案：A 1.[生活应用]小明用两种方法搬相同的书上楼：一是把所有书 一起搬上楼；二是分多次先后将所有书搬上楼.若两种方法搬书的 时间相同，则两种搬书过程中，他完成的物理量相同的是( ) A.总功 B.有用功 C.机械效率 D.功率 答案：B 2.一个机械经改装后提高了机械效率，用它把同一物体匀速提 ) 升同样的高度，改进后与改进前相比较( A.额外功增多，总功减少 B.有用功增多，总功不变 C.有用功增多，总功减少 D.有用功不变，总功减少 答案：D 3.甲、乙两个机械，甲的功率是70 W，乙的机械效率是70%， 则( ) A.甲机械做功与乙机械做功一样快 B.甲机械做功与乙机械做功一样多 C.甲机械做功与乙机械做功能量利用率相同 D.以上说法都不对 答案：D 4.如图所示，斜面长 s＝10 m，高 h＝4 m，用沿斜面方向的拉 力F，将一个重为100 N 的物体由斜面底端A处匀速拉到顶端 B 处，运动过程中物体克服摩擦力做了100 J的功，则运动过程中克 服物体的重力做的功为________J；斜面的机械效率为________； 拉力 F 的大小为________N. 答案：400 80% 50 5.如图所示，滑轮组下面悬挂一重为 12 N 的物体，在竖直向 上的拉力F的作用下，该物体在10 s 内被匀速提升了0.5 m，拉力 ) F 的大小为 5 N.关于该滑轮组，下列计算结果正确的是( A.绳子自由端移动的距离是 1 m B.有用功为 0.6 J C.总功为 5 J D.该装置的机械效率为 80% 答案：D 6.如图所示，是安装在某种塔式起重机吊臂一侧的滑轮组，某 次匀速起吊 600 kg 的物体时，上升 5 m，用时 15 s，滑轮组的机 械效率是 80%，则所做有用功是________J，总功是________J， 拉力 F 的功率是________W.(g 取 10 N/kg) 答案：3×104 3.75×104 2.5×103 7.早在 3000 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 10 kg 的水缓慢上升 4 m，水桶的质量为 1 kg，在这一过程中， 人做的总功为 500 J，g 取 10 N/kg.问此次取水过程中： (1)人做的有用功为多少？ (2)辘轳的机械效率多大？ (3)人克服井绳重力与摩擦力做的功是多少？ 解：(1)根据题意，人做的有用功为 W有＝Fs＝Gs＝mgs＝10 kg×10 N/kg×4 m＝400 J. (2)根据题意可知，辘轳的机械效率为 (3)根据题意可知，辘轳使用过程中的额外功为 W额＝W总－W有＝500 J－400 J＝100 J， 克服水桶做的功为 W桶＝Gh＝mgh＝1 kg×10 N/kg×4 m＝40 J， 克服井绳重力及摩擦力做的功为 W＝W额－W桶＝100 J－40 J＝60 J. 8.[物理模型]如图所示，同一物体在拉力 FA、FB 的作用下，分 别沿不同斜面的底端以相同的速度v匀速运动到C点.已知斜面AC 光滑、BC 粗糙，∠β大于∠α.则( ) A.拉力 FA 的大小等于拉力 FB 的大小 B.拉力 FA 的功率大于拉力 FB 的功率 C.拉力 FA 所做的有用功等于拉力 FB 所做的有用功 D.物体沿AC到达C点所用的时间与沿BC到达C点所用的 时间相等 答案：C $$