第十一章 功与机械能 11.3 机械效率-【魔力暑假A计划】2024-2025学年八年级下册物理暑假作业（沪粤版2024）

11.3 机械效率 新知导航 典例导学 一、有用功、额外功、总功 【例1】如右图所示，用 1.有用功(W有用)：使用机械完成某项任务 滑轮组拉动重40N的物体 时我们需要的、有价值的功。它在数值上等于 A,使物体A在水平方向上以2.5m/s的速度 机械作用在物体上的力与物体在这个力的方向 移动一段距离，用时2s,所用拉力F为20N,地 上移动的距离的乘积。例如：利用机械匀速提 面对物体A的摩擦力为30N。则滑轮组所做 升物体时，有用功W有用=Gh:利用机械匀速拉 的有用功为 J,拉力F做功的功率为 物体使其在水平面上移动时，有用功W有用=fs。 W,滑轮组的机械效率为 2.额外功(W颜外)：使用机械完成某项任务 【分析】物体A移动的距离s物=”m(一 时，无利用价值而又不得不做的功。例如：利2.5m/s×2s=5m,则滑轮组做的有用功为 用机械做功时，克服机械自重所做的功、克服 W有用=fs=30N×5m=150J:由图可知，滑 机械之间的摩擦所做的功都是额外功。 轮组的绳子有效段数一2，则绳子自由端移动 版 3.总功(W。):有用功和额外功的总和叫 的距离s=s=2×5m=10m,所以拉力做功 第 做总功，即Wa一W有用十W外。在使用机械做 W:=Fs=20N×10m=200J,拉力做功的功 功时，动力F做的功就是总功，即W=Fs。 率P=W=200J=100w,滑轮组的机械效 分 2s 二、机械效率 新 1,定义：在物理学中，把有用功W有m与总 W×10%-580}×10%=75%. 率一 预 功Wa之比叫做机械效率。 【答案】15010075% 习 2.物理意义：标志机械做功性能的好坏。 【例2】利用下图所示的滑轮组，在不计绳重 W有型×100%。 3.公式：7= 和摩擦的情况下，均将重力为G的物体匀速提 升h的高度，每个滑轮的重力都等于G。且小于 三、测量滑轮组的机械效率 ×100%-食×10%. 物体的重力G。绳子自由端拉力F,与F2的大 1.实验原理)W。 小关系为 ,甲装置的机械效率与乙 2.实验器材：弹簧测力计、刻度尺、铁架 装置的机械效率的大小关系为 台、滑轮组、细线、钩码。 【注意】实验时必须匀速拉动弹簧测力计 F 使钩码升高，目的是保证弹簧测力计的示数 不变。 甲 3.提高机械效率的方法 【分析】甲装置由一个定滑轮和一个动滑 (1)尽量减少额外功，可以减轻机械本身 轮组成，提升动滑轮的绳子段数为2，可省一半 的重力或加润滑油以减小摩擦。 的力，故F,<G乙装置由两个定滑轮组成，不 (2)额外功一定时，在机械能承受的范围 省力，故F2=G,所以F1与F的大小关系为 内尽可能增加每次提起重物的重力，充分发挥 F<F:。在不计绳重和摩擦的情况下，有用功 机械的作用。 相同时，甲装置比乙装显要多克服动滑轮的重 79 力做功，甲装置的总功大于乙装置的总功，根 升了10s。不计绳重及摩擦，拉力F所做的 据)-W×10%可知，甲装置的机杭救串 功为 J,C处天花板受到的拉力为 W N:若匀速提升重240N的物体，则 小于乙装置的机械效率作。 滑轮组的机械效率为 【答案】F<Fn< 5.(赣州南康区联考)如图所示，斜面长度为 达标导练 3m,高度为1.5m,现用拉力F将重力为 一、填空题 800N的物体从斜面底部匀速拉至斜面的顶 1.机械效率越高的简单机械，其有用功占总功 端，该过程中斜面的机械效率为80%。则拉 的比例越 (选填“大”或“小”)。机 力做的功为 J,物体受到斜面的摩 械效率的数值总 (选填“大于”“小 擦力为 于”或“等于”)1。 ☑重物 摇臂 2.小明利用图甲所示的滑轮组，将不同的物体 匀速提升1m,图乙所示的是克服物体重力 第5题图 第6题因 做的功和拉力做的功随物重变化的柱状图， 6.如图所示的是一种小型千斤顶的示意图，当 不计绳重和摩擦。定滑轮的作用是 手往下压动摇臂时，能把重物抬高一段较小 物 物重为150N时，小明做的 的距离。工人师傅在2s内，用100N的力 有用功为 J,动滑轮的重力为 竖直向下压动摇臂40cm,把质量为100kg 年 N 的重物匀速抬高3cm,则工人师傅做功的功 ↑W月 率是 W,千斤顶的机械效率是 250 200 200☐拉力做的功 。(g取10N/kg) 150 克服物体重力 口做的功 二、选择题 7.对物理概念的理解是学好物理的关键。关 150 200 C/N 于功、功率和机械效率，下列说法正确的是 3.如图所示，小明分别用甲、乙两个滑轮把同 ( 一桶沙从一楼地面提到二楼地面。用甲滑 A.通过改进机械的性能可以使机械效率达 轮所做的总功为W,机械效率为：用乙滑 到100% 轮所做的总功为W:,机械效率为。若不 B.做功多的机械，功率一定大 计绳重与摩擦，则W W,列 C.功率大的机械，做功一定快 。(均选填“>”“<”或“=” D.做功快的机械，机械效率一定高 8.右图所示的是塔式起重 机提升钢材的示意图，吊 滑轮组 臂前端是滑轮组。起重 机提升钢材的过程中，下 列有关说法正确的是 第3题图 第4题图 A.克服动滑轮重力做的功是有用功 4.如图所示，工人用A、B两个相同的滑轮组成 的滑轮组提升重540N的物体，所用的拉力 B.只增大提升钢材的速度，不能提高滑轮组 F为200N,物体以0.2m/s的速度匀速上 的机械效率 80 C.随着科技的发展，滑轮组的机械效率可以 达到100% D.水平匀速移动钢材时，起重机对钢材做功 9.下图所示的是甲、乙两种机械的参数。甲、 乙相比，甲的 ( 甲机械 乙机械 1500J 900J 25% 30% 75% 70% 口有用功 口额外功 A.总功较大 B.有用功较小 C.额外功较大 D.机械效率较低 四、实验与探究题 10.(多选)如下图所示，重100N的物体A在F 12.为了探究斜面的机械效率与斜面的倾斜程 =10N的拉力作用下，3s内沿水平地面匀 度之间的关系，晓龙同学利用长木板、刻度 速直线运动了1.5m,不计绳和滑轮的自 尺、弹簧测力计，木块、小车等器材设计了 重。滑轮组的机械效率为90%。下列说法 下图所示的实验装置。实验测量的数据如 版 正确的是 ( 下表所示： 四部 木块 A.绳子自由端移动的速度为1m/s 斜面的小车 斜面的沿斜面斜面的 新 B.在此过程中所做的额外功为15J 实验 倾斜 重力 高度 机械 的拉力 次序 长度 C.物体A与地面间的滑动摩擦力为18N 效率 程度 G/N h/m F/N s/m 习 D.拉力F增大时，物体A受到地面的摩擦 较缓 0.2 1.6 1 37.5% 力一定变大 2 较陡 0.3 1.8 三、计算题 3 最陡 3 0.4 2.0 1 60% 11.建筑工地的工人用右图所示的 请你根据表中的数据，解答下列问题 滑轮组来提升重物。已知重物 (1)实验中晓龙可以通过 来改变 G=900N,不计绳重和摩擦，当 斜面的倾斜程度。 绳子自由端的拉力F=400N (2)在第2次实验中，斜面的机械效率是 时，可将重物匀速提升2m。在 此过程中： (3)斜面的机械效率与斜面的倾斜程度之 (1)求拉力F做的功。 间的关系是： (2)求滑轮组的机械效率。 (3)若要将该滑轮组的机械效率提高5%， (4)实验中还发现，斜面材料相同时，斜面 则需要用此滑轮组提升多重的重物？ 越陡越 (选填“省力”或“费力”)。 (5)斜面的机械效率还可能与 有关。为了通过实验验证你的猜想，还 需要补充的器材是 81平衡车行驶过程中牵引力做功 11.解：(1)由题图可知，滑轮组绳子的有效股 W=F章s=80N×900m=7.2×10'J 数n=3 11.2功率 则绳子自由端移动的距离 s=nh=3X2 m=6 m 达标导练 拉力F做的功 1.甲甲2.31.50 3.1.2×1052×1034.18090 W8=Fs=400N×6m=2400J (2)拉力做的有用功 5.243040.5 6.1.5×1032.7×10°1.5×10 W有用=Gh=900N×2m=1800J 滑轮组的机械效率 7.C8.B9.D10.B11.B12.AD 13.解：(1)推力所做的功W=Fs=100N×6m -W里×100%-号88×100%=75% =600J (3)不计绳重和摩擦，拉力F=1(G+G), (2)推力做功的功率P=W_600】=60W 则动滑轮的重力G陆=nF一G=3×400N (3)由题意知，木箱在水平地面上运动，在 -900N=300N 重力的方向上没有移动距离，所以克服木 不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率 物 箱重力做的功为0J。 W里X100%=V有十W数外 W省用 一×100%= 14.解：(1)垃圾清扫车的重力G=mg=7× 八 103kg×10N/kg=7×10N Gh -×100% 年 级 垃圾清扫车受到的阻力f=0.2G=0.2× Gh+G动h ×100%=G+G 7×10N=1.4×10N 将该滑轮组的机械效率提高5%时，其机械 (2)因为清扫车匀速行驶，所以垃圾清扫车受 效率)=80%，设提升重物的重力为G',此 到的牵引力F举=f=1.4×10N 时，滑轮组的机被效率刀=G千G G 垃圾清扫车受到的牵引力做功的功率 G P-W-Fs 3-Fsv-1.4X10'NX5m/s 100%,代入数据得80%=G+300下× 100%,解得G=1200N =7×10W 12.(1)移动木块(2)50%(3)斜面的倾斜程 (3)垃圾清扫车对地面的压力 度越大，斜面的机械效率越高(4)费力 F=G=7×101N (5)斜面的粗糙程度粗糙程度不同的斜面 垃圾清扫车对地面的压强 b=E=7X10N=1.4X10Pa 11.4动能和势能 s0.5m 达标导练 11.3 机械效率 1.不变藏小减小2.不变减小 3.<<4.守恒相同 达标导练 5.相等增大不变 1.大小于 6.C7.D8.C9.BC 2.改变力的方向15050 10.(1)小球A(2)木块B被撞击后移动的距 3.<>4.120046080% 离(3)大大(4)同一()不可行 5.15001006.2075% 相同 7.C8.B9.B10.AC 98