12.4.1 认识机械效率-【学海风暴】2025-2026学年八年级下册物理同步备课（人教版,安徽）

第4节 机械效率 第1课时认识机械效率 要固提显 1.有用功、总功和额外功之间的关系为W总=W有用十W颜外。 W有角×100%。 2.物理学中，将有用功跟总功的比值叫作机械效率。公式：)一W。 3.使用任何机械都不可避免地要做额外功，有用功总是小于总功，所以机械效率总是小于1。 课内基础闯关 知识点1① 有用功、额外功和总功 并且机械零件与零件之间在发生相对运动 1.用一个自重为50N的动滑轮将重150N的 时还存在着摩擦，所以任何机械的机械效 物体匀速向上提起3m。在这个过程中做的 率总 (选填“大于”或“小 有用功是 J,额外功是 于”)100%。 J。(不计摩擦及绳重) 4.(2025青海)塔吊是现代建筑业常见的一种机 2.如图甲所示，A、B是两个完全相同的物体， 械设备，学完滑轮组相关知识的小文自制了 琴琴同学将A、B两个物体拉到斜面顶端， 一张塔吊简易图。如下图所示，下方所挂物 对物体做功的情况如图乙所示。则对物体 体的重力为1200N,动滑轮的自重为300N, A做的有用功是 J,对物体B做的 不计绳重及绳与滑轮之间的摩擦，则绳端的 额外功是 拉力F= N,此装置的机械效率 B 0.5 总功额外功总功 乙 知识点2机械效率 3.在实际生产劳动中使用机械时，总要做 些额外功，原因是任何机械本身都有重力， 课外拓展提高 5.(2025威海)如图所示，用150N的推力沿斜 面向上将重500N的小车从斜面（高1.2m, 长5m)底端匀速推到顶端，用时20s。则推 力做的功为 J,有用功的功率为 第5题图 第6题图 W。 6.如图所示，用竖直向上的力匀速拉动杠杆，使 88 八年级物理RJAH版 重力为18N的物体缓慢升高0.1m,拉力F 10s内匀速前进了20m。此过程中，滑轮组 为8N,拉力F作用点移动的距离为0.25m。 的机械效率为80%。（不考虑绳重和摩擦） 拉力F所做的功为 J,杠杆的机械 效率为 %。 7.如图所示，甲、乙两人用不同的装置，在相同 时间内把质量相等的货物匀速提升到同一 M 平台，不计绳重及滑轮的摩擦。下列说法正 (1)汽车对绳子的拉力F大小为多少？ 确的是 (2)汽车对绳子拉力做功的功率大小为 A.甲做的有用功多 多少？ B.乙做的总功多 (3)如果把重物换成8000N的另一个重物， C.甲做的总功的功率大 则该滑轮组的机械效率为多大？（结果精确 D.乙所用装置的机械效率小 到0.1%) A 第7题图 第8题图 8.如图所示，作用在绳子自由端的大小恒为 30N的水平拉力F,使重力为400N的物体 A以0.1m/s的速度沿水平地面向左匀速运 动10s,该过程中滑轮组的机械效率为80% (机械间的摩擦、滑轮和绳子的重力不计)。 则此过程中 A.绳子自由端移动的距离为1m B.滑轮组对物体A的水平拉力为90N C.拉力F做功的功率为3W D.拉力F做的有用功为72J 9.(2025岳阳云溪区期末)如下图所示，用滑轮 组提升矿井内重力为6400N的物体M,汽车 核心素养专练 10.核心素养·物理观念(2025阜阳期末)周 为P1,机械效率为”1，第二种方法搬米和 末爸爸到超市买了一袋米和一袋面粉，现 面粉的功率为P2,机械效率为72，用这两 要将它们搬到四楼，有以下两种方法：一是 种方法搬米和面粉做的有用功分别为W1、 把它们一起搬上楼；二是先将一袋米搬上 W2。则下列关系正确的是 ( 楼，再搬剩下的一袋面粉。假设他上楼的 A.W1=W21>72B.P1>P2,W1<Wg 速度相同，第一种方法搬米和面粉的功率 C.P,<P2,71<72D.P1>P2,71=2 下册第十二章拉力与杠杆垂直时，动力臂最大，故动力臂先变大后 变小，由杠杆平衡条件知，力F的大小先变小后变大。 第3节滑轮 巴课内基础闯关 1.1052.D 3.20.54.D 5.斜面省力 6.轮轴使手的位置远离套筒 ®课外拓展提高 7.908.A9.D 10.B【解析】物体A受到的向右的拉力F'=3GB= 1 3×30N=10N,因为物体A向右做匀速直线运动， 受到的向右的拉力与受到的摩擦力是一对平衡力， 所以f=F'=10N,F=f+F'=10N+10N=20N. 11.A【解析】由图可知，作用在动滑轮上的绳子段数为 2,不计滑轮和绳重及滑轮与绳之间的摩擦，拉力的 大小F=∫=×30N=15N.放A正确.绳子自 由端移动的距离s镯=2s物=2×2m=4m,故B错 误。由于物体A向左运动，因此A受到的摩擦力方 向水平向右，故C错误。物体A受到的重力和物体 A对地面的压力作用在不同物体上，不是一对平衡 力，故D错误。 变式C D核心素养专练 12.5.6【解析】图甲中滑轮为动滑轮，不计绳重、滑轮重 及摩擦，则绳子两端的两个力之和等于轴上的力，且绳 子两端的力相等，故G=2F,F=2G=2X28N=56N, F的力臂等于滑轮的半径，即0.1m,拉力F的力矩为 56N×0.1m=5.6N·m。 第4节机械效率 第1课时认识机械效率 )课内基础闯关 1.450150 2.20.5【解析】由图乙可知，对物体A做的总功为 3J,额外功为1J,故对物体A做的有用功W有= WA一W=3J一1J=2J。A、B是两个完全相同的 物体，都被拉到斜面顶端，故对物体B做的有用功和 对物体A做的有用功相同；由图乙可知，对物体B做 的总功为2.5J,故对物体B做的额外功W=W总 W有=2.5J-2J=0.5J。 426 八年级物理RJAH版 3.小于4.75080% 多课外拓展提高 5.75030 6.290【解析】有用功W有=Gh=18N×0.1m= 1.8J,拉力所做的功W。=Fs=8N×0.25m=2J,杠杆 -02×10%-12×10%=90%. 的机械效率7一W。 7.C 8.D【解析】由题图可知，动滑轮上绳子的股数n=3, 绳子自由端移动的速度v绳=W物=3X0.1m/s= 0.3m/s,则绳子自由端移动的距离s能=v绳t= _W粒×100% 0.3m/s×10s=3m,故A错误。由7=W2 Fs fS×100%三X100%2×100%可得，物1 A受到的摩擦力f=nnF=3×80%×30N=72N,由 于物体A匀速运动，因此滑轮组对物体A的水平拉力 等于物体A受到的摩擦力，大小为72N,故B错误。因 为P=W-=Fm,所以拉力F做功的功率P=F =30N×0.3m/s=9W,故C错误。拉力做的有用功， 即克服物体A与水平地面之间的摩擦力做的功W有= fs物=fv物t=72NX0.1m/s×10s=72J,故D正确。 W有三W有 9.解：1)根据机械效率公式可知7=W。一w有十w Gh G Gh十G动hG十G动 所以动滑轮重力为G。=G二E 6400N-80%×6400N=1600N 80% 由题可知，承担物重的绳子段数=2，汽车对绳子的 拉力为F=(G+Ga)=7×(6400N+1600N)月 4000N (2)汽车对绳子的拉力做功W=Fs=4000N×20m= 8×10￥J W8×10J 汽车对绳子的拉力做功的功率P=一= 10s 8000W (3)把重物换成8000N的另一个重物，则该滑轮组的 G 8000N 机械效率为)=G十G=800N+1600N≈0.833 =83.3% 巴核心素养专练 10.A【解析】米和面粉的重力一定，楼的高度不变，由 W=Gh可知，两次所做的有用功相等，W,=W2:方 法一所做的额外功为克服自身重力所做的功，而方 法二所做的额外功是两次克服自身重力所做的功， 因此方法二的额外功大于方法一的额外功，故方法 W有用二 二的总功大于方法一的总功，由？=W。 W有用 w相十w。可知，>：因上楼的速度相同，方法一 搬米和面粉的时间短，方法二搬米和面粉的时间长， 限据P-y可知，P,>P, 第2课时测量机械效率 心课内基础闯关 1.(1)乙(2)竖直(3)74.1%(4)高(5)偏小 2.C 课外拓展提高 3.(1)匀速运动(2)83.3%(3)钩码悬挂点位置不同 4.(1)匀速(2)9cm80.0%(3)费力 【解析】(1)在实验中，应尽量竖直向上匀速拉动弹簧 测力计，此时钩码处于平衡状态，受到的拉力等于测 _W有_Gh 力计示数。(2)第1次实验中，根据？=w。=下 F=,得到滑轮组的动滑轮绕绳子的段数心，= G IN F1刀0.5NX6.7%≈3。绳子自由端移动的距离 s,=h,=3×3cm=9cm。第3次实验中，机械效率 _W有3_Gh=6NX0.09m 7=w。:=Fs=2.5N×0.27m =0.8=80.0%。 (3)承担物重的绳子段数越多，越省力，将图甲装置改 接为图乙装置，提升相同钩码，滑轮组的动滑轮绕绳 子的段数由3段变成2段，图乙装置更费力。 核心素养专练 5.(1)省力(2)60.0%(3)斜面的倾斜程度斜面的 粗糙程度(4)大于 【解析】(1)由表中实验数据可知，物块重力相同，斜面 的倾斜程度逐渐变大，拉力逐渐变大，说明斜面倾斜 程度越小越省力。(2)他们测得斜面的机械效率？= WX10%号队X100%=NX0.6mX100%→ W 5.0N×1m 60.0%。(3)分析第1、2、3次实验可知，斜面的长度、 粗糙程度相同，高度不同时，计算得出斜面的机械效率 不同，故斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关；分析 第3次和第4次实验数据可知，斜面的其他情况相同 时，粗糙程度不同，斜面的机械效率不同，故斜面的机 械效率与斜面的粗糙程度有关。(4)根据Wa=W有+ W可知，W小于W,即fs小于Fs,可得F>f。 专题练习十一机械效率的相关计算 1.解：(1)根据题意可知，有用功即杠杆对重物做的功， 所以有用功W有=Gh=150N×0.5m=75J (2)不计绳重及摩擦，额外功应是克服杠杆自身重力 做的功，所以额外功W=G。h=30N×0.5m=15J 总功Wa=W+W每=75J+15J=90J 因此杠杆的机械效率 N有×100%=90X100%≈83.3为 75J、 n一W。 2.解：(1)物体受到的重力大小G=mg=40kg×10N/kg= 400N (2)工人所做的有用功W有=Gh=400N×3m= 1200J (3)根据机械效率的计算公式7一w。 在×100%，可得 工人所做的总功W。= _W=1200J=1500j 780% 3.解：(1)由图可知，n=2,拉力F做的功 W=Fs'=Fs=1.2X103N×2X2m=4.8×103J (2)拉力F做功的功率P= we=4.8×103」=240W 20s 可知，滑轮组所做的有用功 (3)根据刀=w W有=7Wa=90%×4.8×103J=4.32×103J 汽车匀速运动，所以滑轮组对汽车的拉力与汽车受到 的摩擦力是一对平衡力，F'=f,则W有=F's=f 则汽车受到的摩擦力f= _w4=4.32×10J=2.16× 2 m 103N 故滑轮组对汽车的拉力为F'=2.16×103N 4.解：(1)箱子受到的重力 G=mg=20 kgX10 N/kg=200 N (2)推力所做的功 Wa=Fs=100N×3m=300J 有用功W有=Gh=200N×1.2m=240J 额外功W=Wa一W有=300J一240J=60J 斜面对箱子的摩擦力∫= w=_60J=20N s 3m (3)斜面的机械效率 W有100%=300j×100%=80% η一W 5.解：(1)由题图可知，物体A、B之间用细绳通过定滑 轮连接，不计绳重及绳与滑轮间的摩擦，则绳子对物 体B的拉力F=GA=200N 拉力对物体B做的功 W。=Fl=200N×10m=2000J 下册参考答案 27△