内容正文:
物理 八年级下册 人教版
原创新课堂
第3节 机械效率
第1课时 机械效率
W额
不得不做
必须
有用功
额外功
W总
总功
总功
有用功
减小
减轻
增大
C
3Fh
3Fh-Gh
D
0.54
75
Gh
C
C
C
BD
fs
1200
100
80%
1.有用功、额外功和总功
(1)有用功:为了实现做功的目的,不用任何机械而________做的功,用W有表示。
(2)额外功:使用机械时,人们不需要但又____________的功,用________表示。
(3)总功:__________与__________之和叫做总功,用________表示。W总=W有+W额。
2.机械效率
(1)定义:物理学中,将__________跟________的比值叫做机械效率。
(2)公式:η=____________。
(3)物理意义:机械效率的高低反映了使用机械时有用功在________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。
(4)影响因素:摩擦、机械自重及物重等。
(5)提高方法:尽量________摩擦、________机械自重,________物重等。
eq \f(W有,W总)
知识点1 有用功、额外功和总功
1.下列说法正确的是( )
A.用水桶从井中提水时,对桶做的功是有用功
B.用水桶从井中提水时,对水做的功是总功
C.桶掉到井里,从井里把桶捞上来时,对桶做的功是有用功
D.桶掉到井里,从井里把桶捞上来时,桶里带了一些水,对桶和水做的功是有用功
2.用如图所示的滑轮组将重为G的物体匀速提升了h,作用在绳上的拉力大小为F,则总功为________,额外功为____________,机械效率为__________。(用题中给出的物理量表示)
eq \f(G,3F)
知识点2 机械效率
3.关于机械效率,下列说法正确的是( )
A.机械效率高的机械做功一定多
B.使用机械可以省力,省力越多,机械效率越高
C.没有摩擦力,机械效率一定等于100%
D.做同样的有用功,额外功越少,机械效率越高
4.(2023·重庆月考)在一次实验探究活动中,小林用如图所示滑轮组将重为2.7 N的物体匀速提升了20 cm用时2 s,绳子自由端弹簧测力计的示数如图所示,则小林做的有用功为________ J,滑轮组的机械效率为________%。
(2022·平顶山期末)如图所示,固定的粗糙斜面长为L,高为h,沿斜面向上用拉力F把一个重为G的物体从斜面底端匀速拉到顶端。拉力对物体做的有用功
为______,物体所受的摩擦力为___________,斜面的机械效率为________________。
F- eq \f(Gh,L)
eq \f(Gh,FL) ×100%
6.如图所示,用一个动滑轮把重100 N的沙袋从地面匀速提到6 m高的楼上,所用拉力60 N(绳重和摩擦不计),下列说法正确的是 ( )
A.动滑轮重40 N
B.绳子自由端通过的距离为6 m
C.拉力做的有用功为600 J
D.动滑轮的机械效率为8.3%
7.利用如图所示的杠杆将重为3 N的物体缓慢匀速提高10 cm,手竖直向上的拉力F为2 N,手移动的距离s为30 cm。则杠杆的机械效率为( )
A.22% B.33% C.50% D.67%
8.(2023·濮阳一模)如图所示,这是一种塔式起重机,已知起重机上的滑轮组在匀速起吊3000 N的物体时,滑轮组的机械效率是60%(g取10 N/kg)。下列分析和计算错误的是 ( )
A.起重机的吊臂AOB可视为杠杆
B.物体上升2 m,滑轮组所做有用功是6×103 J
C.减小起吊物体的质量,滑轮组的机械效率将增加
D.起重机的机械效率高低与做功快慢无关
9.(双选)小芳用如图所示的滑轮组,在5 s内将重为90 N的物体匀速提升1 m,拉力F为40 N,不计摩擦,下列说法正确的是( )
A.滑轮组提升重物所做的有用功是40 J
B.该滑轮组的机械效率是75%
C.动滑轮的重力是50 N
D.拉力的功率是24 W
如图所示,用大小为F的水平拉力通过滑轮组拉动重为G的物体A。若在时间t内使A水平向左移动了距离s,地面对A的摩擦力为f,则绳子端点B的速度
大小是________;滑轮组所做的有用功是______,滑轮组的机械效率是________。
eq \f(2s,t)
eq \f(f,2F)
11.(2022·郑州期末)如图所示,工人用沿斜面向上,大小为500 N的推力,将重800 N的货物从A点匀速推至B点用时15 s,已知AB长3 m,B点距地面高1.5 m,那么在这个过程中克服重力做功是________ J,推力的功率是_______ W,该斜面的机械效率为__________。
12.(2023·平顶山期末)建筑工人用如图甲所示的滑轮组匀速提升建材,每次运送量不定,滑轮组的机械效率η随物重G的变化图象如图乙所示。忽略绳重、吊篮重及摩擦。求:
(1)动滑轮的自重是多少N?
(2)该滑轮组提升建材的重力为2000 N时,绳子末端的拉力F是多少?
解:(1)由图乙可知,当提升物重G=1500 N时,滑轮组的机械效率为75%,忽略绳重、吊篮重及摩擦,滑轮组的机械效率η= eq \f(W有用,W总) = eq \f(W有用,W有用+W额) = eq \f(Gh,Gh+G动h) = eq \f(G,G+G动) ,则可得:75%= eq \f(1500 N,1500 N+G动) ,解得:G动=500 N
(2)由图甲可知,n=2,忽略绳重、吊篮重及摩擦,提升建材的重力为2000 N时拉力:F′= eq \f(1,n) (G′+G动)= eq \f(1,2) ×(2000 N+500 N)=1250 N
$$