11.3 第1课时 机械效率-【通成学典】2025年新教材八年级物理暑期升级训练（沪粤版2024）

48 11.3　机械效率 第1课时 机械效率 1. 使用机械工作时,是人们需要的、有价值的 功,叫做 ,记作 ;对人们无 利用价值却不得不做的功,叫做 , 记作 ;动 力 对 机 械 做 的 功 叫 做 ,记作 。三者之间的关 系:W总= 。 2. 在物理学中,把 叫做机械效率。机械效率的计算公 式用符号表示:η= 。 3. 对于实际机械,由于 功的存在,机 械的机械效率总 (选填“大于”“小 于”或“等于”)100%。 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 典例1“曲岸深潭一山叟,驻眼看钩不移手。”古 往今来,无数钓鱼爱好者陶醉于这项活动之中。 钓鱼时,某人不小心把水桶弄进水里,捞上桶时 发现桶里带些水,在用绳子打捞水桶的过程中, 下列所述中属于有用功的是 ( ) A. 把桶中水提高做的功 B. 把桶和桶中的水提高做的功 C. 把桶提高做的功 D. 把绳子提高做的功 从有用功、额外功和总功的定义方面进行 解答。有用功的定义是完成一件事情而做的 功,简单理解,有用功是与目的直接相关的;其 他无实用价值而又不得不做的功,叫额外功。 解有所悟:本题考查有用功和额外功,解决的关键 是对有用功和额外功定义的正确理解。 答案讲解 典例2 如图所示,斜面高2m、长4m, 小明用平行于斜面的拉力 F 将重 400N的物体从斜面底端拉到顶端,已 知拉力F=250N,对此过程,下列说法中正确 的是 ( ) 典例2图 A. 有用功为1000J B. 总功为1600J C. 额外功为200J D. 机械效率为60% 如图所示,使用斜面提升物体时,有用功 W有用=Gh,总功是沿斜面的拉力F 所做的功, 即W总=Fs。额外功等于总功和有用功之差, 即W额外=W总-W有用。斜面的机械效率等于有 用功和总功的比值。基于上面的思路计算有用 功、总功、额外功和机械效率,根据计算结果选 择答案。 解有所悟:沿着斜面匀速向上拉物体时,斜面对物 体的摩擦阻力和沿斜面的拉力不是平衡力,即两者 的大小不相等。摩擦阻力的计算公式f= W额外 s , 典例2中根据额外功计算出来的摩擦阻力大小是 50N。 典例3图 典例3 如图所示,工人用动滑轮匀速 提升重为425N的建筑材料,所用的 竖直拉力为250N,建筑材料上升的高 度为10m,用时50s。求: (1) 拉力所做的有用功W有用。 (2) 工人所用拉力的功率P。 (3) 动滑轮的机械效率η。 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 物理(沪粤版)八年级 拍 照 批 改 49 已知建筑材料的重力和建筑材料升高的 距离,有用功运用公式W有用=Gh 计算。拉力 所做的功就是总功,根据W总=Fs和P= W总 t 两个公式求出拉力的功率。在计算有用功和总 功的基础上,运用机械效率公式η= W有用 W总 × 100%推算机械效率的大小。 解答: 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 1. 用动滑轮将重为100N的物体从地面提到 10m高的脚手架上,所用的拉力是60N。此 过程中,关于做功的说法中正确的是 ( ) A. 有用功为600J B. 额外功为200J C. 总功为600J D. 总功为1000J 2. 下列有关机械做功、功率、机械效率的说法, 正确的是 ( ) A. 效率越高的机械,功率越大 B. 做功越快的机械,功率越大 C. 做有用功越多的机械,效率越高 D. 做功越多的机械,功率越大 3. 如图所示,小吉用200N的拉力,在4s内将 重为500N的物体匀速提高2m。不计绳重 及摩擦,下列说法正确的是 ( ) A. 动滑轮重为100N B. 滑轮组的机械效率为62.5% C. 拉力做的功为1000J D. 拉力的功率为250W 第3题 第4题 4. 如图所示,用竖直向上的力匀速拉动较长的 杠杆,使重为18N的物体缓慢升高0.1m,拉 力大小F=8N,拉力移动的距离为0.25m。 拉力所做的功为 J,有用功为 J,杠杆的机械效率为 %。 第5题 5. (西安一模)如图所示,为方便 残疾人上下台阶,一些公共场 所设计了专用通道(斜面)。沿 通道上台阶和直接上台阶比 较,可以 (选填“省力”或“省功”), 若将重900N的小车沿8m长的斜面推上 1m高的平台,沿斜面所用的推力为150N, 在此过程中斜面的机械效率为 ,小 车受到的摩擦力是 N。 6. 滑轮组在建筑中应用广泛,如图所示为建筑 工人自制的滑轮组。某工人用此滑轮组在 10s内将重为300N的物体匀速提升2m, 拉力F=125N。求:(不考虑绳重和摩擦) (1) 拉力F 的功率。 (2) 滑轮组的机械效率。 (3) 动滑轮的重力。 第6题 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 3预学储备 18 预学训练 1. B 2. D 3. C 4. C 5. 惯性 做了功 6. 100 400 7. 0.6 0 8. (1) 机器人在此过程中行驶的路程s=vt= 5m/s×20×60s=6000m (2) 满载的机器人在 送货过程中受到的阻力f= 1 2G= 1 2mg= 1 2× (200kg+150kg)×10N/kg=1750N;机器人匀速 行驶50m克服阻力做的功W=fs'=1750N× 50m=87500J 11.2 功 率 知识梳理 1. 做功的快慢 2. 所用的时间 3. W t 4. 瓦(W) 1 1000 5. (1) P=Wt (2) 人的质量m 楼梯的高度h 上楼所用的时间t (3) 磅秤 卷尺 秒表 (4) P=mght 典例演练 典例1 C 典例2 4∶5 5∶4 典例3 (1) 360J (2) 20W 典例4 D 预学训练 1. D 2. C 3. D 4. A 解析:由题意得,力的大小相同,沿力的方 向移动的距离也相同,由W=Fs可知,力做的功 相同,故W1=W2;物体在光滑水平面上运动时, 不受摩擦力的作用,运动的速度更快,由P=Wt= Fs t=Fv 可知,P1>P2。 5. C 6. B 7. 快慢 远洋货轮1s内做功6×104J 8. 做相 同的功比较所用时间的多少 ① ① 9. 140 解析:骑行时受到的阻力f= 3 100 (G小明+ G自行车)=3100× (m小明g+G自行车)= 3 100× (50kg× 10N/kg+200N)=21N,由于自行车在做匀速直 线运动,受到的牵引力F=f=21N,所以骑行过 程中动力做的功W=Fs=21N×200m=4200J, 骑行过程中动力做功的功率P=Wt= 4200J 30s = 140W。 10. 2∶3 3∶2 甲 11. 1.8×107 4.95× 106 60000 12. (1) 由图像可知机器人在0~5s内沿动力方 向运动的距离s=2m,机器人匀速运动,动力 F=f=2%G=2%×400N=8N,动力做的功 W=Fs=8N×2m=16J (2) 由图像可知机器 人在0~10s内沿动力方向运动的距离s'=4m, 在0~10s内,动力对机器人做的功W'=Fs'= 8N×4m=32J,动力对机器人做功的功率P= W' t = 32J 10s=3.2W 11.3 机械效率 第1课时 机械效率 知识梳理 1. 有用功 W有用 额外功 W额外 总功 W总 W有用+W额外 2. 有用功与总功之比 W有用 W总 ×100% 3. 额外 小于 典例演练 典例1 C 典例2 C 典例3 (1) 拉力所做的有用功W有用=Gh= 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 19 425N×10m=4250J (2) 动滑轮绳子股数为 2,工人所用拉力做的总功 W总 =Fs=Fnh= 250N×2×10m=5000J,则工人所用拉力的功 率P= W总 t = 5000J 50s =100W (3) 动滑轮的机 械效率η= W有用 W总 ×100%= 4250J 5000J×100%=85% 预学训练 1. B 2. B 3. A 4. 2 1.8 90 5. 省力 75% 37.5 解析:斜面是一种省力机 械,使用斜面可以省力,但不能省功;推力克服小 车重力做的有用功W有用=Gh=900N×1m= 900J,推力做的总功W总=Fs=150N×8m= 1200J,斜面的机械效率η= W有用 W总 ×100%= 900J 1200J×100%=75% ;克服摩擦力所做的额外功 W额外=W总-W有用=1200J-900J=300J,由 W额外=fs 可 得 摩 擦 力f= W额外 s = 300J 8m = 37.5N。 6. (1) 由图可知n=3,绳子自由端移动的距离 s=nh=3×2m=6m,拉力做的总功W总=Fs= 125N×6m=750J,则拉力做功的功率P= W总 t = 750J 10s=75W (2) 滑轮组的机械效率η= W有用 W总 ×100%= Gh Fs×100%= Gh Fnh×100%= G nF×100%= 300N 3×125N×100%=80% (3) 因 为不计绳重和摩擦时F=1n (G+G动),所以动滑 轮的重力G动=nF-G=3×125N-300N=75N 第2课时 机械效率的测量 知识梳理 1. (1) η= W有用 W总 ×100% (2) 钩码所受的重力 G 匀速拉动弹簧测力计时的示数F 钩码上升 的高度h 绳子自由端移动的距离s (3) 弹簧 测力计 刻度尺 (4) 竖直匀速 缓慢匀速 2. 物体重力 动滑轮重 绳重及绳与滑轮间的 摩擦 大 典例演练 典例 (1) 88.9% (2) 2.2 90.9% (3) 高 (4) D (5) 重力 提升同一物体,动滑轮越重, 机械效率越低 预学训练 1. B 2. (1) 省 (2) 62.5% (3) 斜面的倾斜程度 斜面粗糙程度 (4) 大于 3. (1) 竖直 2.3 87% (2) 增大 (3) 错误 滑轮组的机械效率不是一个定值,求平均值无意 义 (4) 偏大 解析:(1) 实验中要竖直向上匀速 拉动弹簧测力计,使物体升高,此时装置处于平衡 状态,测力计示数等于拉力大小;图中测力计的分 度值为0.1N,示数为2.3N,即表格中①处的数 值是2.3;机械效率η= W有用 W总 ×100%= Gh Fs× 100%= 6N×0.1m2.3N×0.3m×100%≈87% ,②处的数 值是87%。(2) 由表中数据可知,同一滑轮组将 不同的物体提升相同的高度,提升物体越重,机械 效率就会越大,即对同一滑轮组,增加提升物体的 重力可提高机械效率。(3) 这种做法错误,因为 滑轮组的机械效率不是一个定值,求平均值无意 义。(4) 实验过程中若在静止状态下读数,则不 能测量出机械之间的摩擦力,测量值偏小,导致求 出的总功偏小,测得的机械效率将偏大。 11.4 动能和势能 第1课时 动能和势能 知识梳理 1. 对别的物体做功 做的功 焦耳(J) 2. 运动 速度 质量 3. 高处 重力作用 位置 质量 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈