第9章 第五节 探究使用机械是否省功-【初中必刷题】2024-2025学年八年级下册物理同步课件(北师大版)

物 理 八年级下册 BS 1 2 第九章 机械和功 3 第五节 探究使用机械是否省功 4 刷基础 刷提升 鼠标轻轻一点，内容立即呈现 5 基础 知识点1 探究使用机械是否省功 1.［中］小红同学用如图所示的机械做了“探究使用机械是否能省功”的实验，得 到了下表中的数据: 刷基础 返回目录 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 6 次数 钩码重 钩码上升的 距离 弹簧测力计的 示数 弹簧测力计作用点 移动的距离 1 1 0.10 0.6 0.20 0.10 0.12 2 2 0.20 1.1 0.40 0.40 0.44 3 3 0.30 1.6 0.96 刷基础 返回目录 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 7 （1）第3次实验中弹簧测力计作用点移动的距离为______，有用功为______ 。 0.60 0.90 【解析】题图中有两段绳子承担物重，第3次实验中弹簧测力计作用点移动的距离 ， 。 刷基础 返回目录 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 8 （2）总结3次实验可初步得出的结论是__________________ 。 使用机械不能省功 【解析】通过3次实验可以看出：使用滑轮时，总功总是大于有用功，也就是说使用 机械不能省功。 刷基础 返回目录 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 9 （3）既然在使用机械时有如上的结论，为什么还要使用机械？请从表中的数据举例 加以说明:________________________________________________________________ ____________________________________________________。 使用机械可以达到省力的目的。例如：第1次实验中，使用动滑轮提升钩码，钩码重，而绳子自由端的拉力为（合理即可） 【解析】在第1次实验中钩码重，使用动滑轮后绳子自由端拉力为 ，由此可 说明使用该机械虽然不省功但可以省力。 刷基础 返回目录 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 10 知识点2 有用功与额外功 2.【2024湖南长沙模拟】实验课上，小王同学利用如图的滑轮组装置提 升重为的物品，物品匀速上升过程中拉力的大小始终为 ， 则( ) D A.绳子自由端移动 B.有用功为 C.拉力做功为 D.额外功为 刷基础 返回目录 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 11 【解析】由图可知，，则绳子自由端移动的距离 ， 故A错误；克服物重做的有用功 ，故B错误；拉力做的总功为 ，故C错误；额外功为 ，故D正确。故选D。 刷基础 返回目录 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 3.清晨，清河河畔聚集了很多钓鱼爱好者，若某位师傅不小心把水桶弄进水里，捞 上桶时发现桶里带了些水。在打捞水桶的过程中，下列关于做功的说法正确的是 ( ) D A.对水所做的功是有用功 B.对水桶所做的功是总功 C.对水所做的功是总功 D.对水桶所做的功是有用功 【解析】师傅不小心把水桶弄进水里，打捞水桶的目的是把水桶捞起来，所以对水 桶做的功为有用功，但水桶里面有一些水，又不得不对这部分水做功，所以对这部 分水做的功为额外功，故A、B、C错误，D正确。故选D。 刷基础 返回目录 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 13 4.【2024江西宜春期末】如图甲，、 是两个完全相同的物体，琴琴同学分别将 、两物体拉到斜面顶端，对物体做功的部分情况如图乙所示，请问对物体 做的 有用功是___，对物体做的额外功是_____ 。 2 0.5 刷基础 返回目录 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 14 【解析】由图乙可知，对物体做的总功为，额外功为，故对物体 做的有用功 总额；、 是两个完全相同的物体，都从斜面底端拉 到斜面顶端，故对物体做的有用功和对物体 做的有用功相等，由图乙可知，对物 体做的总功为，故对物体做的额外功额总 。 刷基础 返回目录 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 15 知识点3 机械效率 5.【2024辽宁抚顺模拟】（多选）如图是电梯的简易原理图， 某次电梯正常工作将电梯厢内重为 的乘客从1楼送 至4楼，已知电动机的输出功率为 ，每层楼的高度为 。该过程中下列说法正确的是( ) BD A.滑轮 的作用是改变力的方向 B.电动机带动绳端移动了 C.电动机做的总功为 D.电梯正常工作时的效率为 刷基础 返回目录 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 16 【解析】滑轮B随电梯厢一起移动，是动滑轮，使用动滑轮可以省力，但不能改变力 的方向，A错误；乘客从1楼至4楼上升的高度 ,由图知， ，电动机带动绳端移动的距离 ，B正确；电动机做的 总功 ，C错误；电梯做的有用功 ，电梯正常工作时的效率 ，D正确。故选 。 刷基础 返回目录 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 17 刷易错 易错点 对机械效率的概念认识不清 6.【2023福建泉州模拟】关于功、功率和机械效率，下列说法正确的是( ) C A.做功越多，功率一定越大 B.功率越大，机械效率一定越高 C.功率越大，做功一定越快 D.机械效率越高，做的额外功一定越少 刷基础 返回目录 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 18 【解析】 A 功率是功与时间的比值，做功多，时间不确定，功率大小也不能确定，故A错误 B 机械效率是指有用功与总功的比值，功率是表示做功快慢的物理量，功率大的 机器机械效率不一定高，故B错误 C 功率是描述物体做功快慢的物理量，功率越大，做功越快，故C正确 D 机械效率越高说明有用功在总功中占的比例越大，也就是额外功在总功中占的 比例越小，因不知道总功的多少，所以不能说机械效率越高，做的额外功越 少，故D错误 刷基础 返回目录 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 19 易错警示 功率由功和时间共同决定，而机械效率由有用功与总功决定，它们是两个完全不同 的物理量。功率表示做功的快慢，机械效率表示有用功在总功中占的比例，是表示 机械性能的重要指标。另外，无论科技怎么发展，机械效率都是小于1的，因为机械 会克服摩擦或自身重力做功，永远都存在额外功。 刷基础 返回目录 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 20 提升 1.【2023山东滨州二模，中】如图所示，利用轻质滑轮组匀速拉动放在水平地面上 重为的物体，物体移动的距离为，绳子自由端移动的距离为，点的拉力为 ， 滑轮组的机械效率为 ，下列说法正确的是( ) C A. B.有用功为 C.物体受到地面的摩擦力为 D.额外功为 刷提升 返回目录 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 21 【解析】由图可知， ，轻质滑轮组说明不计滑轮的重力；若不计绳重、绳和轮 之间的摩擦（理想情况下），拉力 ，但绳重、绳和轮之间的摩擦是存在 的，所以，即，故A错误；物体做匀速直线运动，拉力和摩擦力 是 一对平衡力，即 ，该滑轮组的有用功是克服物体与地面间的摩擦力做的功， 即，故B错误；因为，则绳自由端移动的距离 ，滑轮 组的机械效率，所以 ,故C正确；额外功等于总功 减去有用功， ，故D错误。故选C。 刷提升 返回目录 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 22 关键点拨 水平放置的滑轮组的有用功是克服物体与地面间的摩擦力所做的功，总功为拉力 所做的功；一根绳上的拉力处处相等，根据受力平衡进行分析，得到拉力和摩擦力 的关系。 刷提升 返回目录 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 23 2.【2024安徽芜湖模拟，中】《墨经·经下》里记载了一种斜面引重车，其简化示 意图如图所示，系紧在后轮轴上的绳索，绕过斜板顶端的滑轮与斜板上的重物连接。 若用该引重车将重为的木箱从斜板底端匀速拉到顶端，已知斜板长 、高 。后轮轴施加在绳索上的力为 （不计绳重、滑轮与绳间的摩擦），则 下列说法错误的是( ) C A.实际测量，发现人施加在车上的推力比绳索上的 拉力小，说明车子后轮是一种省力机械 B.斜板的机械效率为 C.此木箱与斜板之间的摩擦力是 D.拉升木箱的过程中，人至少要做 的功 刷提升 返回目录 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 24 【解析】车子后轮在该装置中相当于一个轮轴，人施加在车上的推力作用在轮上， 绳索上的拉力作用在轴上，并且施加在车上的推力小于绳索上的拉力，可见车子后 轮是一种省力机械，故A正确；木箱从斜板底端匀速运动到顶端，有用功为 ，总功为 ，故拉升木箱的过程中，人至少要做 的 功，斜板的机械效率为 ，故B、D正确；将 木箱从斜板底端匀速拉到顶端过程中的额外功即为克服摩擦力做的功，即 ，则 ，故C错误。故选C。 刷提升 返回目录 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 25 3.【2024黑龙江大庆模拟，中】小明用卷扬机分别提升物体与物体 。图甲是用滑 轮组匀速提升物体的示意图，卷扬机对绳子竖直向下的拉力 与卷扬机拉动绳子的 速度的关系如图乙所示。当使用这个装置先提升重为的物体 时，卷扬机拉 动绳子的速度为，再用该装置提升物体 时，卷扬机拉动绳子的速度为 ,不计绳重及摩擦，卷扬机拉动绳子的功率保持不变，下列说法正确的是 ( ) 刷提升 返回目录 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 26 A.先后两次卷扬机的拉力之比为 B.物体的重力为 C.提升物体时滑轮组的机械效率为 D.相同时间内，滑轮组提升物体时做的额外功小于提升物体 时做的额外功 √ 刷提升 返回目录 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 27 【解析】由图乙可知，当卷扬机拉动绳子的速度为时，拉力为 ， 则卷扬机拉动绳子的功率为 ；因卷扬机拉动绳 子的功率保持不变，当卷扬机拉动绳子的速度为 时，拉力为 ，因此先后两次卷扬机的拉力之比为 ，故A错误。由图可知 ，不计绳重及摩擦，根据 可知，动滑轮重为 ；物 体B的重力为 ，故B错误。不计绳重及摩 擦，提升物体A时滑轮组的机械效率为 刷提升 返回目录 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 28 ，故C错误。由题意可 知，，则滑动组提升物体B的速度大于提升A的速度，相同时间内，由 可知，，不计绳重及摩擦，根据 可知，滑轮组提升物体A时做的 额外功小于提升物体B时做的额外功，故D正确。 刷提升 返回目录 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 关键点拨 （1）竖直滑轮组中的有用功： 。 （2）竖直滑轮组中的额外功：①克服动滑轮重、绳重及摩擦力所做的功 ；②若不计绳重、摩擦力,则有 。 （3）竖直滑轮组中的总功： 。 （4）竖直滑轮组的机械效率（不计绳重、摩擦力） 。 刷提升 返回目录 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 30 4. 【2023福建泉州模拟，中】小明利用如图甲所示的滑轮组，将不同的物体 匀速提升 ,图乙为克服物体重力做的功和拉力做的功随物重变化的柱状图，不计 绳重和摩擦。定滑轮的作用是______________，物重为 时，小明做的有用功为 _____，动滑轮的重力为____ 。 改变力的方向 150 50 刷提升 返回目录 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 31 【解析】定滑轮的作用是改变力的方向；物重为 时，小明做的有用功 ；由图乙可得，不计绳重和摩擦，额外功 ，则根据 可得，动滑轮的重力 。 刷提升 返回目录 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 32 刷素养 走向重高 5.核心素养 科学思维［偏难］如图所示，小明通过定滑轮将一木块沿水平方向匀速 拉动一段距离，小明对绳子自由端竖直向上的拉力为 ，绳子自由端上升的距离为 。绳子对木块水平方向的拉力为，木块的重力为，已知 ，以下说法正确 的是( ) C A.小明使用定滑轮能够省力 B.小明通过定滑轮拉木块所做的有用功 C.小明通过定滑轮拉木块所做的总功 D.定滑轮的机械效率 刷提升 返回目录 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 33 【解析】因为 ，所以小明使用定滑轮不能省力，故A错误；使用定滑轮拉木 块时，木块在水平方向运动，所以有用功是克服摩擦力做的功，因为木块做匀速运 动，所以木块受到的摩擦力与拉力大小相等，则克服摩擦力做的功等于拉力 做的 功，即,故B错误；使用定滑轮拉木块时，总功是拉力 做的功，绳子自由 端上升的距离为，所以总功 ，故C正确；定滑轮的机械效率 ，故D错误。故选C。 刷提升 返回目录 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 34 $$