12.4.2 测量机械效率-【学海风暴】2025-2026学年八年级下册物理同步备课（人教版,通用）

的功为额外功，并且W有用十W=W。;设杠杆重心升 高的距离为h杠，则有Gh十G红h=Fs;将钩码的悬 挂点从A移到B,G不变，h不变，G:不变，杠杆重心 升高的高度变小，克服杠杆自重所做的额外功变小， 所以额外功与有用功的比值减小。因为Gh十G在h红 变小，所以F,也变小，根据？=W×100%-× Gh 100%可知，机械效率增大。 第2课时测量机械效率 >课内基础闯关 (1)匀速(2)2.483.3%(3)1、2无关(4)被 提升物体的重力(5)不变 【解析】(1)实验中要竖直向上匀速拉动弹簧测力计， 使钩码升高，此时弹簧测力计的示数等于拉力的大 小，且弹簧测力计的示数稳定，便于读数。(2)由图可 知，弹簧测力计的分度值为0.2N,则第4次实验的拉 力为2.4N,表格中编号①处的数据应为2.4；由表中 W有用×100% 数据可得，第4次实验的机械效率7=W。 Gh 6N×0.10m ×100%=2.4NX0.30m ×100%≈83.3%。 (3)探究同一滑轮组的机械效率与物体被提升的高度 的关系，要控制被提升物体的重力相同，提升高度不 同。由表中数据可知，第1、2两次实验中，提升钩码 的重力相同，高度不同，但机械效率相同，故同一滑轮 组的机械效率与物体被提升的高度无关。(4)由表中 数据可知，使用同一滑轮组，提升物体的重力越大，机 械效率越高，即同一滑轮组的机械效率主要与被提升 物体的重力有关。(5)不计摩擦及绳重，额外功为克 服动滑轮的重力所做的功，滑轮组的机械效率)= W有用 Gh G Wm+wX10%=Gh十Ga万X100%=G十 ×100%,若将此滑轮组换一种绕绳方法，由于物重和 动滑轮重不变，则滑轮组的机械效率不变。 巴课外拓展提高 1.380变大 2.(1)匀速直线0.05(2)0.380(3)大无关 ©核心素养提升 (1)9.00(2)①200②0.3③0.360%(3)①无 关②114 【解析】(1)图乙中刻度尺的分度值为1mm,故B点的 高度为9.00cm。(2)①小车重2.0N,则其质量m= G2.0N g 10 N/kg =0.2kg=200g。②图乙中弹簧测力计 的分度值为0.02N,故其示数为0.3N。③拉力所做 的功W。=Fs=0.3N×1m=0.3J,有用功W有用 W有超大 Gh=2.0N×0.9m=0.18J,则机械效率7=W。 00%。8100%=60%。③)四由图像可知，当 小车的总重G增大到5N时，将小车从A点拉到B 点所做的功W'=0.75J,竖直向上将小车从水平地 26 八年级物理RJ版 面提升到B点时做的功W有用'=0.45J,则机械效率 72×10%-8号×10%-0K,由此可 知，用该通道斜面提升物体时的机械效率与物重无 关。②人和轮椅的总重力G意=G人十G特=(56kg十 20kg)×10N/kg=760N,上升过程做的有用功W有用"” =G。h'=760N×0.09m=68.4J,由于机械效率不 变，仍为60%，所以总功W。”= W有用”=68.4J- 60% 114J,则推力F= wa”_114J-114N。 s 1m 专题九机械效率的相关计算 1.费力1815【解析】由图乙可知，动力臂OB= 0.3m,阻力臂OA=1.5m,因为动力臂小于阻力臂， 所以春相当于简单机械中的费力杠杆；已知碓头的重 力G=30N,碓头上升的高度h=60cm=0.6m,则每 踩一次克服碓头重力做的功W=Gh=30N×0.6m= 18J:1min将B处踩下30次，克服碓头重力做的有用 功为W有用=30×18J=540J,已知春的机械效率为 60%,则人做的总功W。= _W有用=540J 760% 900J,人做 功的功率为P= =We=900J =15W。 t 60s 2.解：(1)杠杆提起重物做的有用功 W有用=Gh=150N×0.5m=75J 克服杠杆自重做的功W额外=G,h=30NX0.5m=15J 力F做的总功Wa=W有用十W额外=75J+15J=90J 杠杆的机械效率 75J W有用×100%三90×100%≈83.39% η一w总 (2)由杠杆平衡条件可知F×L=G×2L+G。X .即F=2G+G)=7x150N+30N=90N 1 3.解：(1)由图乙可知，与动滑轮连接的绳子有6段，则小 华的拉力F=日Gx+Ga)=名(m,+m)g=行× 1 (54kg+6kg)×10N/kg=100N (2)绳子自由端移动的距离 s=6h=6X50cm=300cm=3m 拉力做的总功W总=Fx=100N×3m=300J 拉力做功的功率P= wg=300J=30w t 10s (3)小华做的有用功 W有用=G人h=m人gh=54kg×10N/kg×0.5m=270J 滑轮组的机械效率)=W。 ,-W×10%-08×10% =90% 4.解：(1)动滑轮的重力 G动=nF-GA=2×250N-400N=100N 动滑轮的质量第2课时沙 课前预习导航 一、影响滑轮组机械效率的因素 1.所提升物体的重力：对于同一滑轮组， 提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高。 2.滑轮组中动滑轮的重力：提升相同的物体 时，动滑轮的重力越小，滑轮组的机械效率越高。 3.滑轮组机械之间的摩擦：提升相同的物 体时，机械之间的摩擦力越小，滑轮组的机械 效率越高。 二、提高机械效率的方法 1.在额外功不变的情况下，增大有用功， 如增大所提升物体的重力。 2.在有用功不变的情况下，减小额外功。 具体措施是：改进机械的材料和结构，以减轻 机械自身的重力；同时注意维护保养，定时润 滑，使机械处于良好的运转状态。 已重点实验讲解 【实验名称】测量滑轮组的机械效率。 W有用_Gh 【实验原理】7=W。=F 【实验器材】弹簧测力计、刻度尺、铁架台、 滑轮若干、长约2m的细绳、相同的钩码若干。 【实验过程】 1.用弹簧测力计 测出钩码所受的重力 G并填入下表中。 2.按照右图安装 滑轮组，分别记下钩 码和绳端的位置。 3.援慢拉动弹簧测力计，使钩码升高，读 出拉力F的数值，用刻度尺测出钩码上升的高 度h和绳端移动的距离s,将这三个量填入下 表中。 八年级物理RJ版 测量机械效率 4.算出有用功W有用、总功W总、机械效率 ”并填入下表中。 5.改变钩码的数量，重复上面的实验。 【实验表格】 钩码所提升 绳端移 总功 机械 实验 有用功拉力 受的重高度 动的距 效率 次序 W有用/JF/N 离s/m W总/小 力G/Nh/m 1 【实验结论】使用同一滑轮组，提升的物体 越重，滑轮组的机械效率越高。 【实验拓展】 1.使用同一滑轮组将同一物体提升不同 的高度，滑轮组的机械效率相同，说明滑轮组 的机械效率跟物体上升的高度无关。 2.使用不同的滑轮组将同一物体提升相 同的高度，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越 低，说明滑轮组的机械效率跟动滑轮的重力 有关。 已经典例题剖析 【例】在“测量滑轮组的机械效率”的实验 中，小丽用同一滑轮组提升不同的物体，如图 甲、乙、丙所示（不计绳重和摩擦），每个钩码的 重力相同。小丽按照正确的操作步骤做实验， 三次实验中弹簧测力计的拉力分别为F1、F2、 F3,三次实验中滑轮组的机械效率分别为1、 2、3。下列说法错误的是 ( A.实验时，需要竖直向上匀速拉动弹簧测 力计 B.本实验中，需要的测量工具有弹簧测力 计和刻度尺 C.三次实验中拉力的大小关系为F,< F2<F3 D.三次实验中机械效率的大小关系为 71>72>73 【解题点拨】在“测量滑轮组的机械效率” 的实验中，需要竖直向上匀速拉动弹簧测力 计，使钩码上升；在实验中需要测量的物理量 有钩码的重力G、钩码上升的高度h、拉力F 的大小和绳子自由端移动的距离s,根据公式刀 _W有是X100%=G W ×100%来计算机械效 率；同一滑轮组提升物体时，物体越重，所需的 拉力越大，滑轮组的机械效率越高。 参考答案O【例】D 名课内基础闯关 考点测量滑轮组的机械效率 在“测量滑轮组的机械效率”实验中，小丽用 下列图片所示的同一滑轮组提升不同的钩 码，分别做了下面的实验，实验数据记录如 下表（每个钩码所受的重力为2N)。 丙 钩码所 绳端移 实验 提升高 拉力 机械效 受的重 动的距 次序 度h/m F/N 率1 力G/N 离s/m 2 0.05 1.0 0.15 66.7% 2 0.10 1.0 0.30 66.7% 续表 钩码所 绳端移 实验 提升高 拉力 机械效 受的重 动的距 次序 度h/m F/N 力G/N 离s/m 率1 0.10 1.7 0.30 78.4% 6 0.10 ① 0.30 ② (1)实验中要竖直向上 拉动弹 簧测力计，使钩码升高。 (2)第4次实验的弹簧测力计的示数如图丙 所示，则表格中编号①处的数据应为 ,编号②处的数据应为 (3)比较第 两次实验，小丽同学 发现：同一滑轮组的机械效率与物体被提升 的高度 (选填“有关”或“无关”)。 (4)分析以上实验数据可得出结论：同一滑 轮组的机械效率主要与 有关。 (5)若将此滑轮组换一种绕绳方法，不计摩 擦及绳重，则提升相同的物体时，滑轮组的 机械效率 (选填“变大”“变小” 或“不变”)。 已课外拓展提高 一、填空题 1.某同学测量滑轮组的机械 效率的实验装置如右图所 示。实验时把重7.2N的 物体吊在滑轮上，向上缓慢 拉动弹簧测力计，测出物体 上升的高度为0.1m,图中弹簧测力计的示 数为 N,滑轮组的机械效率为 %。如果用此滑轮组提升另一个重 力为10N的物体，它的机械效率 (选填“变大”“变小”或“不变”)。 二、实验与探究题 2.用下图所示的装置测量滑轮组的机械效率， 部分实验数据如下表。 下册第十二章 钩码上 绳子自由 实验 钩码重 拉力 机械效 端移动距 次序 力G/N 升高度 F/N 率1 h/cm 离s/cm 1 2.0 5 1.0 15 66.7% 2 4.0 1.8 15 74.1% 3 4.0 10 1.8 30 74.1% 6.0 5 2.5 15 0 0 10 20 -30 -40 50 60 70 -70 90 100.目cm 100 (1)实验过程中，缓慢竖直拉动弹簧测力计， 使钩码向上做 运动。第1 次实验时，钩码上升的时间为3$，此过程中， 绳子自由端上升的速度为 m/s。 (2)第4次实验时所做的有用功为 J,滑轮组的机械效率是 %。 (3)分析第1、2、4次实验的数据可知，使用 同一滑轮组提升重物时，重物的重力越 (选填“大”或“小”)，滑轮组的机械效 率越高；分析第2、3次实验的数据可知，滑 轮组的机械效率与钩码上升的高度 (选填“有关”或“无关”)。 已核心素养提升 科学探究图甲是某居民楼前的无障碍通道， 一位中年人正用轮椅推着她年迈的母亲缓 缓上行，图乙是该通道斜面的示意图。为了 了解中年人推轮椅时所用力的大小，小红和 小华进行了探究。她们从斜面底端A点沿 斜面确定了相距1m处的B点。 136 八年级物理RJ版 W/ 0.90 0.75 0.30 0.15 0123456G/N 丙 (1)使刻度尺的“0”刻度线与水平地面对齐， 正确测量B点的高度，结果如图乙所示，为 cm。 (2)选用车轮与轮椅的车轮材质、花纹相同 的小车为研究对象，进行了如下操作： ①正确使用弹簧测力计，测出小车的重力为 2.0N,则小车的质量是 g。（g 取10N/kg) ②将弹簧测力计与斜面平行放置并重新调 零，然后沿斜面方向匀速拉动小车，如图乙 所示，弹簧测力计的示数为 N。 ③计算出将小车从A点拉到B点的过程中， 拉力所做的功为 J:利用斜面将 小车从水平地面提升到B点时的机械效率 为 (3)在小车上逐渐添加重物，测出小车的总 重G,测出沿斜面匀速拉动小车需要的力， 计算出将小车从A点拉到B点所做的功 W1;计算出竖直向上将小车从水平地面提升 到B点所做的功W2。以功为纵坐标，以小 车的总重为横坐标，建立平面直角坐标系， 作出W1和W,与小车的总重G的关系图 像，分别如图丙中的图线a和b所示。 ①由图像可知：用该通道斜面提升物体时的 机械效率与物重 （选填“有关” 或“无关”)。 ②若这位母亲的质量为56kg,所坐的轮椅 的质量为20kg,则该中年人用沿着通道斜 面方向的力推轮椅匀速上坡时，推力的大小 为 N。(g取10N/kg)