11.3 机械效率(吃透新教材)-【众相原创】2025-2026学年新教材九年级全一册物理分层练（沪粤版2024）广西专版

吃透新教材 %" 众相原创 分层练!广西物理"!"# !!#$"机械效率 ! ! "#$%&'()*+ !"#$%& !"# !$ ?@&ABC& !#在使用机械过程中!把我们$需要的'有价值"的功!叫做有用功!记作!有用" 在这个过程中!动力 对机械做的功叫做总功!记作!总" 把无利用价值却$不得不做"的功!叫做额外功!记作!额外" ##在实际使用机械做功时!总功等于有用功与额外功之和!即!总%$#有用4#额外"" !"# #$ DEF: $#在物理学中!把$有用功"与$总功"的比叫做机械效率" 计算公式#!%$"""""" %#由于存在额外功!总功必定大于有用功!所以机械效率总$小于"&$或 &00C%" +#$机械效率"是体现机械性能的重要指标" 2#提高机械效率的主要办法#!$改进机械结构"!使其更合理'更轻巧$减小机械自重%("使用时 按照技术规范操作!定时保养$减少机械间的摩擦%" !方法指导"对机械效率的理解( $&%机械效率是衡量机械性能好坏的物理量# 机械效率是一个比值!它没有单位" $+%使用任何机械!都不可避免地要做额外功!因此有用功总小于总功!即机械效率总小于 &" $-%机械效率)功和功率是三个不同的物理量!它们之间没有必然的联系# 做功多的机械!机械效 率不一定高"功率大的机械!机械效率也不一定高# !"'()* ,- !$ ?@&GBC&HI& 例 &$!源自新教材九上*&&&活动"如图所示!小明用一个滑轮组匀速提升重为 +00 (的 物体!物体在 . 5内上升了 + )!人所用的拉力为 &+/ (" 此过程中!小明做的有用功是 $%**"'!总功是$+**"'!额外功是$!**"'" !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ! ! ! ! ! ! ! !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ! ! ! ! ! ! ! " "" " 变式训练$如图所示!小明用桶把一些沙子运上四楼" 在此过程中 %$5$& <#小明克服自身重力所做的功是总功 =#小明克服沙子重力所做的功是有用功 >#小明克服沙子重力所做的功是额外功 ?#小明克服桶的重力所做的功是有用功 ,- #$ DEF:'JK./L*+ 例 +$!源自新教材九上*&-&@&"如图!用相同的滑轮分别按甲'乙两种装置!在相同时间内!将相同 的物体匀速提升相同的高度$+物D+动%!提升重物过程中!拉力大小分别为 "& 和"+!拉力做功分别为 !& 和 !+!装置的机械效率分别是 !& 和 !+(则拉力 "& $6""+!拉力做功!&$7"!+!装置的机械效率!&$6"!+" $均选填&D'&E' 或&%'%$不计绳重和摩擦% 吃透新教材 众相原创 分层练!广西物理"!"# &" !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ! ! ! ! ! ! !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ! ! ! ! ! ! " "" " 变式训练$小明回乡下看望爷爷!发现爷爷把收获的玉米等农作物搬到楼顶 很费劲!于是他设计了如图所示的两个滑轮组把相同质量的农作物提升到同 一层楼顶!若每个滑轮的质量相同!不考虑绳重与摩擦!则两滑轮组机械效率 大小关系是!甲$8"!乙" $选填&D'&E'或&%'% 例 -$用如图所示的动滑轮将重为 &80 (的物体匀速提升了 + )!绳端的拉力为 &00 (!不计绳重和 摩擦!则该动滑轮的机械效率为多少) 解(克服物体重力做的有用功(#有用8$%8!2* &,# '8$#* () 绳端移动距离("8#%8#,# '8% '& 拉力做的总功(#总8!"8!** &,% '8%** (& 动滑轮的机械效率(!8 #有用 #总 ,!**98 $#* ( %** ( ,!**98:*9* !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! " "" " 变式训练 &$如图所示!用滑轮组匀速提升重为 7 (的重物!已知拉力"为 - (!重物在 &0 5内 移动的距离为 -0 1)!不计绳重及绳与滑轮间的摩擦!则 %$)$& <#动滑轮的重为 + ($$$$$$$$$$$=#拉力做功的功率为 0#0F : >#该滑轮组的机械效率约为 77#FC ?#绳端移动的距离为 0#8 ) 变式训练 &题图 $$ 变式训练 +题图 $$ 变式训练 -题图 变式训练 +$如图所示!小明利用滑轮组将 +00 (的重物从地面提升到 + )高的平台上!他所 用的拉力为 &80 (!则绳子自由端移动的距离为$%")!滑轮组的机械效率为$2#-+"C" 变式训练 -$小明用如图所示轻质滑轮组拉着重为 &00 (的物体#匀速前进 0#/ )!若物体# 与地面间的摩擦力为 &7 (!则所做的有用功为$3"'(若该滑轮组的机械效率为 70C!则拉力 "的大小为$;-+"(" !方法指导"承担物重绳子段数 ,的判断 如图所示!在动滑轮和定滑轮之间画一条虚线!有几 段绳子通过动滑轮!就有几段绳子承担物重# 图甲 有 -段绳子通过动滑轮!图乙有 + 段绳子通过动滑 轮!所以图甲有 -段绳子承担物重!即 ,%-!图乙有 + 段绳子承担物重!即 ,%+# 例 .$ !"#$%&'#()*+*&. 如图是我国古代劳动者利用简易机 械将巨木抬起施工的情景" 这些劳动者竖直向下施力 + 000 (" 将横杆 一端压下 0#/ )!使 .+0 34巨木的重心上升 0#& )!则该简易机械对巨木 做的有用功为$%#* ("!机械效率为 $%#9"" $&取 &0 (634% 吃透新教材 '" 众相原创 分层练!广西物理"!"# ! # "#$,-./0)%&'( !"#$%& !#实验原理#!%$"""""""""""" ##实验器材#$弹簧测力计"'$刻度尺"'细线'滑轮'钩码" $#测量的数据#物重+'绳子自由端的拉力"'提升重物的高度 -'$绳子自由端移动的距离""" %#影响滑轮组机械效率的因素#重物的重力'$动滑轮和绳子"的重力'各处的摩擦" !"+,-. MN$ OPQRS'DEF: 例$如图!小明在*测量滑轮组的机械效率+实验中# 进行实验与收集证据 %&& 除图中所示的器材!完成该实验还需要的测量工具 是$刻度尺"" %+&实验时应沿竖直方向$匀速"缓慢向上拉动弹簧测力计" 根据如图甲'乙'丙所示的装置进行了实验探究!测得的实验数据如下表所示" 实验次数 钩码的重 力+6( 钩码上升的高 度 -6) 绳端拉力 "6( 绳端移动的距 离)6) 机械效率! & . 0#& &#7 0#- ;.C + 8 0#& +#. 0#- - . 0#& &#. 0#/ /;C . . 0#+ &#. &#0 /;C 分析与论证 %-&分析表中数据可知#第 +次实验是利用了图$乙"的装置完成的!它的有用功是$*-2"'!机 械效率!#$:$9"$计算结果精确至 &C%" %.&通过比较$!'#"$填实验序号%两次实验数据得出结论#使用同一滑轮组提升重物时!物重 越大!滑轮组的机械效率越$高"" %/&通过比较 &'-两次实验数据可得出结论#使用不同滑轮组提升相同重物时!动滑轮越重!滑轮 组的机械效率越$低"" %8&分析比较第 -'.次实验数据可得出结论#使用同一滑轮组提升相同重物!滑轮组的机械效率 与重物上升高度$无关"$选填&有关'或&无关'%" 交流与反思 %;&小明同学发现实验过程中边拉动边读数!弹簧测力计示数不稳定!应该静止读数!你认为他的想 法是$不正确"$选填&正确'或&不正确'%的!因为他没有考虑到$摩擦力"对滑轮组机械效率 的影响(若是静止时读数!则所测得的机械效率$偏大"$选填&偏大'&偏小'或&不影响'%" %7&有的同学认为!要测量绕法确定的滑轮组的机械效率!钩码上升的高度和绳端移动的距离 $可以不"$选填&可以不'或&一定要'%测量" (*# ! (9)+,1\.1]^_ #+"!"能"源M#+"#"开发新能源 !"&#"#"#"$"%"%"&"&"%"'"#"("&")"#"*"& #+"$"能量的转化与能量守恒M #+"%"能源!环境与可持续发展 !"&"#"%"$"#"%"#"&"% '"不可能!违背了能量守恒定律!("可再生!内能 )"!)"光合作用!!1"可再生!!5"1*+ 跨学科实践 新能源汽车发展前景和趋势的研究 二"解!!)"3放()4(8 F3+"=* 9:0F3,"-3)+ = 409:(1"=-3 )+8 4 !1"$放($吸3!()+ 96(E31+<(1 96(E 三"答!!5"传统燃油汽车的能量来源是汽油&其燃烧时将 化学能转化为内能% 新能源汽车的能量来源是电能或 氢能&其特点是清洁和可持续% 传统燃油汽车的优点是 能量密度高&缺点是污染环境$新能源汽车的优点是环 保&缺点是续航里程有限% !,"新能源汽车更环保的原因#新能源汽车使用电能或 氢能作为能量来源&不直接排放尾气&减少空气污染$而 传统燃油汽车燃烧汽油产生有害气体&污染空气% !*"新能源汽车发展面临的挑战#电池技术限制!原理# 电池能量密度和充电速度影响续航里程和充电时间"% 充电设施不足!原理#充电桩的分布和数量影响新能源 汽车的普及"% ()VO9)+2345.678" 思维导图建体系 电流!不需要!能!5"+3)+8!"+!信息!能量!聚变! 内!电!化学!转移!转化!方向 广西中考对点练 !"%"#"#"$"&"%"#"&"%"'"$"("%")"&"*"$"!+"# !!"电磁波!大!!#"增加!电磁!!$"吸引!电磁波 !%"#"!&"%"!'"$"!("$%"!)"&"!*"$#"#+"#"#!"$ ##"一次!取之不尽&用之不竭!#$"聚变!二次 #%"符合!骑自行车 吃透新教材 ()*+,-./01 !!"!"功 教材新知梳理 !"力!距离!#"力!力!距离!$"乘积!%" %"牛!2"!米!."!牛(米!2(."!焦耳!焦!4!) 教材母题变式 例 )!%!例 1!1++!+!例 5!) +++!) *++ 变式训练 )!+!变式训练 1!)3)+*!+ 变式训练 5!15!+!变式训练 ,!+",!不做 !!"#"功"率 教材新知梳理 !"短!多!#"做功!做功快慢! $ # $"焦耳!4"!秒!/"!焦耳每秒!40/"!瓦特!瓦!6 瓦特!)!千瓦!) +++ 教材母题变式 例 )!甲!相同时间内甲做的功多!功 例 1!#!例 5!5++!)++!例 ,!-!);* !!"$"机械效率 ! ! "#$%&'()*+ 教材新知梳理 !"需要的'有价值!不得不做!#"$有用?$额外 $"有用功!总功! $有用 $总 3)++< %"小于!&"机械效率 '"改进机械结构 教材母题变式 例 )!,++!*++!)++!变式训练!$ 例 1!C!'!C!变式训练!( 例 5!解!克服物体重力做的有用功#$有用('(()-+ 231 .( 51+ 4$ 绳端移动距离#"(1((131 .(, .& 拉力做的总功#$总(%"()++ 23, .(,++ 4& 动滑轮的机械效率#!( $有用 $总 3)++<( 51+ 4 ,++ 4 3)++<(8+<% 变式训练 )!%!变式训练 1!,!-1"* 变式训练 5!;!="* 例 ,!,1+ 4!,1< ! # "#$,-./0)%&'( 教材新知梳理 !" $有用 $总 3)++/( '( %" 3)++/ #"弹簧测力计!刻度尺 $"绳子自由端移动的距离" %"动滑轮和绳子 教材实验突破 例!!)"刻度尺!!1"匀速!!5"乙!+"-!85<!!,")'1 高!!*"低!!-"无关!!="不正确!摩擦力!偏大! !8"可以不 !!"%"动能和势能 ! ! "#$12342 教材新知梳理 !"做功!焦耳!4"!#"运动!动能!速度!质量 $"高处!重力!高!质量!%"弹性形变!强!大 &"重力势能!弹性势能 教材母题变式 例 )!#(!!"()$!例 1!$!例 5!$ 变式训练 )!%!变式训练 1!# 例 ,!&!例 *!& 变式训练 )!大于!小于!变式训练 1!% 教材实验突破 例 )!!)"速度!质量!!1"$!!5"撞击木块移动的距离 转换法!!,"在速度相同时&质量越大&动能越大 !*"不能!没有控制速度相同!!-"%!!="超速 !8"不能 例 1!!)"重力势!铁钉进入泡沫的深度!!1"在质量相同 时&物体所处的高度越高&重力势能越大!!5"P'>!大! !,"等于!正确!!*"水量大!地势高度差大 ! # "#$%&2)56 教材新知梳理 !"动能!势能!#"减少!$"电!机械 教材母题变式 例 )!重力势!弹性势!例 1!弹性势!弹性势!动 例 5!变小!变大!保持不变!例 ,!$ 例 *!变大!变大!变大 例 -!不会!守恒!动!重力势 例 =!重力势!动!机械 例 8!%!例 ;!& ()9+,:1.;/ !#"!"内"能 教材新知梳理 !"无规则!#"分子动能!分子势能!$"焦耳!4 %"剧烈!多!少!多!&"做功!热传递!等效 '"传导!对流!辐射 #人教教材知识补充$!增加!减少 教材母题变式 例 )!%!变式训练!& 例 1!%!例 5!&!例 ,!$ !#"#"热量与热值 教材新知梳理 !"热传递!内能!3!焦耳!4"!#"增加!减小 $"质量的大小!温度变化的多少!%"完全燃烧!燃料质量 &"4!409:!40.5!'"3(4)!3(46 教材母题变式 例 )!%!例 1!#!例 5!,"-3)+= 变式训练!热值!,3)+8 例 ,!解!木炭完全燃烧放出的热量#3放()4(+"* 9:35", 3)+= 409:()"=3)+= 4% #拓展$解!由题意知&3放(),=3)+ = 4& 由3放 (46得&需要完全燃烧煤气的体积#6煤气 ( 3放 4煤气 ( )"=3)+= 4 )"83)+= 40.5 !+";, .5% 例 *!% !#"$"物质的比热容 ! ! "#$789 教材新知梳理 $"控制变量!%"!)"质量!'"不相等 ("比热容!) 9:!升高!或降低" )"5!40! 9:(D"!焦每千克摄氏度!*" 3 )!#1@#)" 教材母题变式 例 )!质量!加热时间!一样多!例 1!% 教材实验突破 例!!)"天平!!1"使液体受热均匀!!5"没有控制两种液 体的质量相同!!,",1!吸收的热量!!*"加热时间! !-"!!水!1")3)+5!不变!!="控制变量!转换! !8"不正确!用相同的酒精灯加热相同的时间&液体吸 收的热量相同 ! # "#$789):;<=>?@ 教材新知梳理 !"大!#"5)%#!5)!#1@#)"!5)!#)@#1" 教材母题变式 例 )!比热容!砂石 例 1!解!!)"水箱中的水吸收的热量#3吸 (5水 )!#@#+"( ,"13)+5 40! 9:(D"31++ 9:3!*+ D@1+ D"(1"*13 )+= 4$ !1"由!( 3吸 3放 3)++/可得&煤气完全燃烧释放的热量# 3放( 3吸 ! (1"*1 3)+= 4 ,+< (-"53)+= 4& 根据3放()4可知&需要完全燃烧煤气的质量#).( 3放 4煤气 ( -"53)+= 4 ,"13)+= 409: ()"* 9:% 变式训练!)"-83)+-!,+< 例 5!& 例 ,!解!!)"铁块放出的热量#3放 (5铁 )铁 %#(+",13 )+5 40!9:(D"3)+ 9:3!*;+ D@);+ D"()"-83)+- 4$ !1"不计热量损失&水吸收的热量3吸(3放()"-83)+ - 4& 由 3吸 (5)%#得& 水 升 高 的 温 度# %#.( 3吸 5水 ) ( )"-83)+- 4 ,"13)+5 40!9:(D"31+ 9: (1+ D$ 则水的末温##(#+ ?%#K(1+ D?1+ D (,+ D&即升高 1+ D&升高到 ,+ D% 变式训练 )!,"13)+,!变式训练 1!1 例 *!解!由3吸(5)%#得&该热水器中的水升高的温度%#( 3吸 5水 ) ( )"8,8 3)+- 4 ,"13)+5 40!9:(D"3* 9: (88 D$ 则该热水器中的水的末温 #(#+ ?%#(1+ D?88 D ( )+8 D$ 而标准大气压下&水的沸点为 )++ D&水沸腾时&持续吸 热&温度不变&所以该热水器中水的温度从 1+ D升高到 了 )++ D% !#"%"热机与社会发展 教材新知梳理 !"汽油!柴油!#"化学!内!做功!内!机械 $"汽油!内!机械!%"吸气!压缩!做功!排气 &"内!机械!惯性!'"有用功!完全燃烧 (" $有用 3放 3)++<!)"充分燃烧!*"有害物质!排放总量 教材母题变式 例 )!蒸汽机!化学!内!机械 例 1!#!例 5!#!例 ,!% 例 *!5*<!1"53)+=!8"+*3)+- 变式训练!-";3)+=!-";3)+,!,+< 例 -!降低!减少!升高!增加 变式训练!机械!内!内!机械!两!一 例 =!# 变式训练!1 ,++!) 1++ ()<+,=>?@ !$"!"两种电荷 教材新知梳理 !"电荷!#"摩擦起电!$"正!负!%"排斥!吸引 &"验电器!'"同种电荷互相排斥 ("静电喷涂!)"避雷针 教材母题变式 例 )!电荷的转移!吸引轻小物体 例 1!靠近!吸引轻小物体 例 5!正!负 例 ,!排斥!吸引!同种电荷互相排斥&异种电荷互相 吸引 例 *!互相排斥!越大!不能 例 -!&!例 =!$ !$"#"电路的组成和连接方式 ! ! "#$AB$ABC 教材新知梳理 !"电源!用电器!开关!#"电源!用电器!开关 $"通路!%"开路!&"短路!'"规定的符号 教材母题变式 例 )!#!例 1!用电器!电源 例 5!断路!电源短路!通路!用电器被短接 变式训练!断开!通路!短路 例 ,!# 例 *!如答图所示 例 *题答图 ! # "#$DEFGE 教材新知梳理 !"逐个顺次!#"一!整个电路!不能 $"并列!%"干路!支路 &"两!整个电路!支路!独立工作 教材母题变式 例 )!&$!%# 例 1!如答图所示!!!!变式训练!如答图所示 例 1题答图 !!!!!!变式训练答图 !$"$"电流与电流的测量 教材新知梳理 !"沿一定方向!#"正!正!负!$":!安培!安!& %")+@5!)+@-!&"电流表! '"+I+"- &!+I5 &!+"+1 &!+") & ("零刻度线!校零!串!?!@!量程!试触 教材母题变式 例 )!$ 例 1!+"+1!+"18!+")!)", 例 5!!)"如答图甲所示!!!!1"如答图乙所示 例 5题答图 例 ,!& 例 *!0#1 例 -!由0到1 !$"%"串联!并联电路中电流的特点 教材新知梳理 !"相等!:(:) (:1!#"等于!之和!:(:)?:1 教材母题变式 例 )!(!例 1!+"5!例 5!% 教材实验突破 例 )!!)"断开!!1"不相同!避免实验的偶然性!或使实 " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " 众相原创 分层练!参考答案 众相原创 分层练!参考答案 众相原创 分层练!参考答案