1、第10课时 机械效率【考纲要求】考纲要求1.有用功、额外功、总功；2.机械效率； 3.运用机械效率的公式解决有关问题 4.提高机械效率的途径【考点聚焦】考点1 功的原理使用机械时，人们所做的功都不会少于不用机械时所做的功， 即使用任何机械都_ 。点拨 (1)使用机械虽然不能省功，但人类仍然使用，是因为使用机械或者可以省力，或者可以省距离，或者可以改变力的方向，给人类工作带来很多方便。(2)使用机械要省力必须费距离，要省距离必须费力，既省力又省距离的机械是不存在的。(3)理想情况下(忽略摩擦和机械本身的重力)，使用机械时，人们所做的功(Fs)等于不用机械而直接用手对重物所做的功(Gh)。考点2
2、机械效率三种功 概念 计算方法(以滑轮组为例)有用功 为达目的而必须做的功 W有用 G物 h额外功 人们不需要而又不得不做的功 W额外 G动 h(不考虑摩擦)总功 有用功与额外功的_ _ W总 _ _认识“机械效率”定义 有用功跟总功的_，用符号_表示公式 _说明 机械效率是一个比值，通常用_表示，由于有用功总_总功，故机械效率总_点拨 机械效率是标志机械做功性能好坏的物理量，但机械效率的高低并不决定使用机械是省力还是费力。考点3 机械效率的测量名称 测滑轮组的机械效率原理 _测量工具 _测量量 物体重力 G、物体上升高度 h、拉力 F、绳子移动距离 s注意事项必须使弹簧测力计_提升重物，以保
3、证测力计示数大小不变得出结论 滑轮组中动滑轮个数越多越省力，但机械效率_； 同一机械，提升的物重越大，机械效率_提高方法 减小_； 适当增加_评估交流 重物被提升的高度不影响滑轮组的机械效率点拨 (1)利用滑轮组提升重物时，在不考虑绳重和摩擦的情况下，产生额外功的原因是动滑轮的自重，即 W额外 G动 h，滑轮组的机械效率最终可表示为： 。G物G物 G动 G物nF(2)利用定滑轮、动滑轮提升相同重物，上升相同高度时， 定 动 。【知识纵横】滑轮组不同用法时的功和机械效率简单机械 做功目的 有用功(W 有用 ) 总功(W 总 ) 额外功(W 额外 ) 机械效率( )滑轮组(甲) 提升物体 Gh F
4、s FsGh GhFs滑轮组(乙) 平移物体 fs1 Fs2 Fs2fs 1 fs1Fs2【经典例题】例题1：用一个定滑轮和一个动滑轮组成滑轮组有两种绕线方法。小明采用了如图甲所示的绕线方法组装滑轮组，小乐采用另一种绕线方法组装滑轮组。(1)请帮助小乐在图乙中画出滑轮组的绕线。(2)实验中他们得到的数据如下表所示。实验序号钩码重G/N钩码上升高度h/m绳的拉力F/N绳端移动距离 s/m 机械效率1 4 0.1 2.3 0.2 _小明 2 6 0.1 3.4 0.2 88.2%3 5 0.1 1.9 0.3 87.7%小乐 4 7 0.1 2.6 0.3 89.7%小明第1次实验中，有用功为_J
5、，此滑轮组的机械效率为_(保留1位小数)。(3)综合分析小明和小乐的实验，可得结论：使用同样的滑轮组，提起的钩码越重，滑轮组的机械效率越_(选填“高”或“低”)。例题2：图113是用滑轮组提升物体A的示意图，物体A受到的重力大小为G A。在匀速竖直提升物体A的过程中，物体A上升的速度大小为v A，滑轮组的机械效率为。已知：G A400 N，v A0.4 m/s，80%，绳重、轮与轴的摩擦均可忽略不计。求：(1)绳子自由端的速度v 绳 的大小。(2)动滑轮所受的重力G 动 的大小。(3)拉力F做功的功率P。【课时训练】|夯 实 基 础|( )1下列说法中正确的是A机械效率越高的 机械做功越快 B
6、机械效率越高的机械做 功越多C功率越大的机械做功越快 D功率越大的机械做功越多( )2李玲玲同学用水桶从水井中提水做清洁，她在把水从井底提上来的过程中，下列关于做功的说法中正确的是A对桶所做的功是有用功 B对水所做的功是额外功C对水所做的功是有用功 D对水所做的功是总功( )3甲升降机比乙升降机的机械效率高，它们分别把相同质量的物体匀速提升相同的高度，则A乙升降机提升重物做的有用功较多B甲升降机的电动机做的额外功较多C甲升降机的电动机做的总功较少D乙升降机的电动机做的总功较少( )4(多选)小阳利用图所示的实验装置来探究动滑轮的机械效率与动滑轮所受重力是否有关，细绳的重力和滑轮的轮与轴之间的摩
7、擦很小，可忽略不计，下列说法中正确的是A实验可以通过利用两个重力不相等的动滑轮来分别提升同一个物体B动滑轮提升物体的高度将会影响动 滑轮的机械效率C实验可以通过利用同一个动滑轮两次提升两个重力不同的物体D实验时需要竖直向上匀速拉动弹簧测力计5如图所示，小型牵引车通过滑轮组可以将重物匀速吊起，若每次重物均以0.4 m/s的速度匀速上升，且滑轮的摩擦和绳重均可忽略不计。当吊起质量为270 kg的重物A时，牵引车对绳的拉力为F，滑轮组的机械效率为90%，g取10 N/kg。求：(1)拉力F的大小。(2)动滑轮所受的重力。(3)拉力F的功率P。|对 接 京 考|一、多项选择题( )1【2017怀柔一模
8、】下列关于机械效率说法正确的是A机械效率一定小于1 B做有用功越多，机械效率越高C功率大的机械，机械效率高 D有用功 占总功的比例越大，机械效率越高( )2【2016西城一模】小刚利用如图甲所示的滑轮组及相关器材进行实验，改变所挂物体重力G，在绳自由端施加竖直向上的拉力F，使滑轮组匀速提拉重物升高相同的高度，拉力所做的总功为W，滑轮组的机械效率为。不计绳重及滑轮与轴的摩擦，图乙中关于物重G及对应的W和的关系图像，其中正确的是二、实验与探究题3【2017门头沟一模】实验桌上有带横杆的铁架台、刻度尺、弹簧测力计、细绳，另外还有钩码一盒，质量不等的滑轮2个，滑轮的轮与轴之间的摩擦很小，可忽略不计。小
9、华选用这些器材，进行探究“动滑轮的机械效率与动滑轮所受重力有关”的实验。小华的主要实验步骤如下：用调好的弹簧测力计分别测出一个钩码、一个动滑轮的重力，分别用G、G 动 表示。组装实验器材，用弹簧测力计竖直向上匀速拉绳子自由端，绳子自由端所受拉力用F表示，绳子自由端移动的距离用s表示，钩码上升的高度用h表示。用弹簧测力计测出F，用刻度尺分别测出s、h。并把测量数据记录在表格中。用弹簧测力计分别测出两个钩码的重力、另一动滑轮的重力，仿照步骤分别测量对应的F、s、h。并把测量数据记录在表格中。利用公式 ，计算两次实验中动滑轮的机械效率，并将值记录在表格中W有 用W总 GhFs。(1)小华的探究过程中
10、存在的问题：_。(2)请你针对小华探究过程中存在的问题，写出改正措施：_。三、计算题4【名师预测】图是用滑轮组提升建筑材料A的示意图，在竖直向下的拉力F作用下，使重 900 N的建筑材料 A在5 s 的时间里匀速竖直上升了1 m，绳自由端匀速竖直向下移动了 2 m。 在这个过程中，拉力 F为 500 N，滑轮组的机械效率为，拉力 F做功的功率为P。 求：(1)滑轮组的机械效率。(2)拉力F 的功率P。参考答案|经典例题|10.4；87.0%；高2. 解：(1) v绳 2 vA20.4 m/s0.8 m/s。(2) 80%，解得 G动 100 N。GAGA G动 400 N400 N G动(3)
11、由题意，2 F GA G动 ， F 250 N；GA G动2 400 N 100 N2P Fv绳 250 N0 .8 m/s 200 W。|夯实基础|1C 2C 3C 4AD 5解：(1)G Amg270 kg10 N/kg2700 N， 90%，GAhFs GAhFnh GAnF 2700 N3F解得F1000 N。(2)F ，G动 GAnG动 nFG A31 000 N2700 N300 N。(3)PF v绳 Fnv A1000 N30.4 m/s1200 W。|对接京考|1AD 2BD 3(1)步骤中改变了钩码的总重力(2)步骤中保持提升的钩码重力不变，取另一个滑轮仿照步骤重复进行实验，并记录数据4解：(1) 90%。GnF 900 N2500 N(2)v绳 0.4 m/s；st 2 m5 sPFv 绳 500 N0.4 m/s200 W。
