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1、第一部分 考點研究 第十講 簡單機械 第二節(jié) 機械效率 考點梳理 機械 效率 機械 效率 三種功 斜面、滑輪的機械效率 機械效率 其他簡單機械 無論是否使用機械 ， 必須要做的功 ， 叫 _， 用 W有 表示 . 有用功 額外功 總功 使用機械時，并非我們需要又不得不做的功叫做 _, 用 W額 表示 . 有用功與額外功之和叫做 _,用 W總 表示 .W總 W有 +W額 機械 效率 定義：物理學中 ， 將 _跟 _的比值 叫做機械效率 ， 用符號 _表示 . 計算公式： _. 使用任何機械都不可避免地要做額外功 ， 有用功 總是 _總功 ， 所以機械效率總是小 于 1.機械效率通 常用 _表示
2、. 有用功 總功 100%WW 有 Z 小于 百分比 機械效率的意義、提高機械效率的方法 機械效率的意義：充分地發(fā)揮機械設備的作用，節(jié)能減 排，提高經(jīng)濟效益 . 提高機械效率的方法：改進結構，使它更合理輕巧 .在使 用中按照技術規(guī)程經(jīng)常保養(yǎng)，使機械處于良好的狀態(tài) . 其他簡單機械：輪軸和斜面也屬于簡單機械 ， 并且都是 _力機械 ， 若使用輪軸或斜面能 _力 ， 則一定 要費距離 . 省 省 斜面、滑輪的機械效率 物理量 簡單機械 有用功 總功 機械效率 物體上升高度 為 h時所做的 功 W有 Gh 拉力 F移動 s所 做的功 W 總 Fs(s=vt) 物體 G上升高 度為 h時所做 的功 W
3、有 Gh 拉力 F移動 s所 做的功 W總 Fs (s vt), s=h 100% 100% Z W W Gh Fs 有 100% 100% 100% Z W W Gh Fs G F 有 物理量 簡單機械 有用功 總功 機械效率 物體 G上升高 度為 h時所做 的功 W有 Gh 拉力 F移動 s所 做的功 W總 Fs, s=nh(n 為 承載重物繩子 的段數(shù) ) 克服摩擦力所 做的功 W 有用 =fs物 拉力 F移動 s所 做 的 功 W 總 =Fs=Fns物 100% 100% 100% Z W W Gh Fs G nF 有 100% 100% 100% 100% Z W W fs Fs f
4、s fn s f nF 有 物 物 物 重難點突破 滑輪組機械效率的計算 (重點、難點 ) 例 1 (2016重慶 )某建筑工地用如圖所示的滑輪組提升重 物 ， 人對繩的拉力 F為 400 N， 能將 75 kg的物體以 0.1 m/s的速度勻速提升 ， 則拉力 F的功率為 W ， 此時滑輪組的機械效率為 (不計繩重和摩擦 ). 120 62.5 【 解析 】 由題圖可知：承擔物重的繩子段數(shù) n=3,則自由 端移動的速度 v拉 =nv物 3 0.1 m/s=0.3 m/s；拉力 F的功 率 P拉 Fv拉 400 N 0.3 m/s=120 W.物體的重力 G mg=75 kg 10 N/kg
5、750 N，此時滑輪組的機械效率 . 100 %= 100 % 100 % 100 % 750 100 % 62. 5% 3 400 W Gh Gh G W F s F n h F n N N 有 總 例 2如圖所示 ， 小王用甲 、 乙兩個相同的滑輪組 (不計 繩重及摩擦 )， 分別將重力不同的兩個物體勻速提 高到相同高度 ， 其中 G1 G2， 則所用的拉力 F1 F2， 其機械效率 1 2(均選填 “ ” 、 “ ” 或 “ =”). 【 解析 】 由滑輪組的結構知，甲、乙承擔物重的繩子 股數(shù)分別為 n1 2， n2 3;因摩擦不計，則所用的拉力 F1= (G1+G動 )， F2= (G
6、2+G動 )，因為 G1 G2,所以 F1 F2, 物體勻速提高到相同高度，根據(jù) W有用 Gh可知： W有用 1 W有用 2,因為滑輪組相同（摩擦不計），即滑輪組做的額 外功相同，由 ,可知 1 2. = % = %+100 100WWW W W 有 用 有 用 總 總 額 1 2 1 3 變式 若考慮實際情況 (計繩重和摩擦 )， 以乙滑輪組為例 ， 此時所用拉力 F2 F2， 機械效率 2 2.(均選填 “ ” 、 “ ” 或 “ ” ) F2 ； ， 因為要克服繩重和 摩擦做功，則 W額 ，所以 22 . % = %+2 100 100WWW W W 有 用 有 用 總 總有 用 % =
7、 %+2 100 100WWW W W 有 用 有 用 總 額有 用 W額 1 3 1 3 實驗突破 實驗 測量滑輪組的機械效率 (2013.19、 2009.19) 命題點： 1. 測量器材 (彈簧測力計和刻度尺 ) 2. 彈簧測力計的使用及讀數(shù) 2013.19(1) 3. 彈簧測力計拉動方式 (勻速豎直向上運動，保證拉力 等于彈簧測力計的示數(shù) ) 2013.19(2)、 2009.19(1) 4. 滑輪組繞線 2013.19(4) 5. 實驗中分別記下鉤碼和彈簧測力計始末位置的目的 (測量鉤碼和彈簧測力計移動的距離 ) 測量滑輪組 的機械效率 6.繩子自由端移動的距離和物體上升高度的關系
8、(動滑 輪上有幾段繩子，繩子自由端移動的距離就是物體 上升高度的幾倍 ) 7. 滑輪組機械效率的影響因素 (滑輪組的機械效率與繩 子重、滑輪自身重、摩擦力的大小以及所吊貨物自 身的重力有關 ) 8.提高機械效率的方法 ( 用同一滑輪組，吊起數(shù)量不 同的相同鉤碼，數(shù)量越多，滑輪組的機械效率越高； 鉤碼的重量相同，用重力或數(shù)量不同的動滑輪將 鉤碼吊起，動滑輪越輕，滑輪組的機械效率越高 ) 2009.19(2) 9.控制變量法的應用 (1)用同一滑輪組吊起數(shù)量不同的相同鉤碼，探究滑輪 組的機械效率與物體重量的關系； (2)使用重力或數(shù)量不同的動滑輪吊起重量相同的鉤碼， 探究滑輪組的機械效率與動滑輪重
9、力的關系 10. 在該實驗中，克服物體自身重力所做的功為有用功 (W有 =Gh) 11. 在該實驗中，繩子自由端拉力做的功是總功 (W總 =Fs) 2013.19(3) 12. 實驗步驟補充及分析、機械效率的計算 例 (2014雅安 )某實驗小組在測滑輪組機械效率的實驗 中得到的數(shù)據(jù)如下表所示 ， 實驗裝置如圖所示 . 實驗次數(shù) 物理量 1 2 3 鉤碼重 G/N 4 4 6 鉤碼上升高度 h/m 0.1 0.1 0.1 繩端拉力 F/N 1.8 1.6 2.4 繩端移動距離 s/m 0.3 0.4 機械效率 74.1% 62.5% (1)實驗中應沿豎直方向 拉動彈簧測力計 ， 使 鉤碼上升
10、. (2)通過表中數(shù)據(jù)可分析出第 2次實驗是用 ( 選填 “ 甲 ” 或 “ 乙 ” )圖所示裝置做的實驗 . 勻速 乙 (3)通過第 1次實驗和第 2次實驗的數(shù)據(jù)分析可得出結論： 使用不同的滑輪組提升相同的重物時 ， 動滑輪的個數(shù) 越多 (動滑輪的質量越大 )， 滑輪組的機械效率 (選填 “ 越高 ” 、 “ 不變 ” 或 “ 越低 ” ). (4)小組同學再用第 1次實驗中使用的裝置做第 3次實驗 ， 表中第 3次實驗中空缺的數(shù)據(jù)應為：繩端移動距離 s= m， 機械效率 = %. (5)比較第 1次實驗和第 3次實驗可得出結論：使用同一 滑輪組 ， . 越低 0.3 83.3 提升的重物越
11、重，滑輪組的機械效率越高 【 解析 】 (1)實驗中應該沿豎直方向勻速向上拉動彈簧 測力計使物體向上做勻速直線運動； (2)圖甲的滑輪組 有 3股繩子承重，繩子自由端通過的距離是鉤碼上升高 度的 3倍；圖乙的滑輪組有 4股繩子承重，繩子自由端通 過的距離是鉤碼上升高度的 4倍 .分析表中數(shù)據(jù)可知，第 2次實驗繩端移動的距離正好是鉤碼上升高度的 倍， 所以第 2次實驗使用的是乙圖的裝置； (3)由表中數(shù)據(jù)可 知，第 1次實驗時繩端移動的距離正好是鉤碼上升高度 的 倍，所以它使用的是甲滑輪組，而第 2次實驗 使用的是乙滑輪組 .顯然，甲 滑輪組動滑輪的個數(shù) 0.4 m 4 0.1 m 0.3 m
12、3 0.1 m 少，動滑輪質量小，重力小，而兩次實驗鉤碼重、物體 上升高度等都不變，所以探究的是機械效率與動滑輪個 數(shù)（質量）的關系 .實驗中，第 1次實驗使用的甲滑輪組 動滑輪個數(shù)少（質量?。錂C械效率較大，所以通過 這兩組實驗可得：使用不同的滑輪組提升相同的重物時， 動滑輪的個數(shù)越多（動滑輪的質量越大），滑輪組的機 械效率越低； (4)第 3次實驗使用甲滑輪組做實驗時，繩 端通過的距離是鉤碼上升高度的 3倍，所以繩端移動距 離 s=3h=3 0.1 m=0.3 m，有用功是 W有用 =Gh=6 N 0.1 m=0.6 J,總功是 W總 =Fs=2.4 N 0.3 m=0.72 J， 所以
13、機械效率 ； (5)第 3次 實驗和第 1次實驗使用的滑輪組相同，動滑輪的重力相 同，鉤碼的重力不同，所以探究的是機械效率與提升的 重物的重力的關系 .而實驗中，第 1次的物重輕、機械效 率低，第 3次的物重重，機械效率也高，故可得出結論： 使用同一滑輪組，提升的重物越重，滑輪組的機械效率 越高 . = 100 % = 0.6 100 % 83.3 %0.72 JW JW 有 用 總 (1)滑輪組的機械效率除了與物重及動滑輪的重力有關 外，還與 等有關 . (2)隨著物重的增大額外功 (選填“減小”、“增 大”或“不變” )，原因是 . (3)根據(jù)實驗結論，要提高同一滑輪組機械效率，可以 采取的措施有 . 繩重 (或摩擦 ) 增大 克服摩擦力做功增多 增加提起的物重，減輕動滑輪重量 溫馨提示：精練版 專項突破 3 專項突破 4
中考物理復習 第一部分 考點研究 第十講 簡單機械 第二節(jié) 機械效率課件.ppt
