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1、第3节机 械 效 率体验体验 使用动滑轮提升钩码使用动滑轮提升钩码活动活动:把重为把重为G G的钩码提升一定的高度的钩码提升一定的高度h h。活动活动1:1:用弹簧测力计将钩码提升一定高度用弹簧测力计将钩码提升一定高度h,h,记下弹簧测力计记下弹簧测力计的示数的示数G G。活动活动2:2:用动滑轮将钩码提升相同的高度用动滑轮将钩码提升相同的高度h,h,记下弹簧测力计的记下弹簧测力计的示数示数F F。(1)(1)活动中活动中,我们做功的目的是我们做功的目的是 。(2)(2)计算拉力做的功。计算拉力做的功。活动活动1 1中中,拉力做的功是拉力做的功是;活动活动2 2中中,拉力做的功是拉力做的功是,
2、比直接用弹簧测力计提比直接用弹簧测力计提升钩码做的功升钩码做的功。提示提示:(1)(1)将钩码提升一定高度将钩码提升一定高度(2)W=Gh(2)W=GhW=FW=F2h2h多多1.1.什么是有用功、额外功、总功什么是有用功、额外功、总功?它们之间有什么关系它们之间有什么关系?2.2.什么是机械效率什么是机械效率?计算公式是什么计算公式是什么?3.3.提高机械效率的方法有哪些提高机械效率的方法有哪些?探究探究 1 1 有用功、额外功和总功有用功、额外功和总功结合结合“体验体验”中的活动中的活动,思考以下问题思考以下问题:1.1.为什么用动滑轮提升钩码比直接提升钩码做功多为什么用动滑轮提升钩码比直
3、接提升钩码做功多?提示提示:无论是否使用滑轮无论是否使用滑轮,钩码都被提升钩码都被提升,这部分是必须要做的这部分是必须要做的功功,使用动滑轮时使用动滑轮时,提升钩码不得不克服动滑轮本身所受的重力提升钩码不得不克服动滑轮本身所受的重力及摩擦力等因素多做功及摩擦力等因素多做功,所以用动滑轮提升钩码做的功比直接所以用动滑轮提升钩码做的功比直接提升钩码做的功多。提升钩码做的功多。参考答案参考答案:利用动滑轮提升钩码时利用动滑轮提升钩码时,除了提升钩码做功外除了提升钩码做功外,还要还要克服动滑轮重力以及摩擦力等做功。克服动滑轮重力以及摩擦力等做功。2.2.根据活动根据活动,分析有用功、额外功和总功分析有
4、用功、额外功和总功:(1)(1)对提升钩码做的功是我们对提升钩码做的功是我们要做的要做的,这部分功为这部分功为,用用W W有有表示表示,且且W W有有=。(2)(2)在用动滑轮提升钩码时在用动滑轮提升钩码时,还需要克服摩擦、绳重、动滑轮重还需要克服摩擦、绳重、动滑轮重做一部分功做一部分功,这部分功为这部分功为,用用W W额额表示。表示。(3)(3)使用机械做功时使用机械做功时,拉力所做的功为拉力所做的功为,用用W W总总表表示示,即即W W总总=。它们之间的关系是。它们之间的关系是_。提示提示:使用动滑轮时使用动滑轮时,必须要做的功是提升物体所做的功必须要做的功是提升物体所做的功,即有即有用功
5、用功W W有有=Gh;=Gh;如果摩擦忽略不计如果摩擦忽略不计,则克服动滑轮和绳重做的功是则克服动滑轮和绳重做的功是不得不做的功不得不做的功,即额外功即额外功W W额额=(G=(G动滑轮动滑轮+G+G绳绳)h;)h;使用机械做的功为使用机械做的功为总功总功W W总总=Fs=Fs。参考答案参考答案:(1)(1)必须有用功必须有用功GhGh(2)(2)额外功额外功(3)(3)总功总功FsFsW W总总=W=W有有+W+W额额3.3.使用机械提升物体时使用机械提升物体时,有用功为什么小于总功有用功为什么小于总功?提示提示:使用机械提升重物时使用机械提升重物时,除了克服物体重力做功除了克服物体重力做功
6、,还不得不还不得不克服机械本身重及摩擦做功克服机械本身重及摩擦做功,对物体做的功总是小于拉力做的对物体做的功总是小于拉力做的功。功。参考答案参考答案:需克服机械本身重力及摩擦做功需克服机械本身重力及摩擦做功探究探究 2 2 机械效率机械效率结合有用功、额外功、总功的定义和关系结合有用功、额外功、总功的定义和关系,思考以下问题思考以下问题:1.1.在物理学中在物理学中,机械效率是指机械效率是指,用公式用公式表示。表示。提示提示:在所做有用功一定的情况下在所做有用功一定的情况下,人们希望额外功越少越好人们希望额外功越少越好,即额外功在总功中所占的比例越少越好即额外功在总功中所占的比例越少越好,将有
7、用功跟总功的比将有用功跟总功的比值叫做机械效率值叫做机械效率,用公式用公式 表示。表示。参考答案参考答案:有用功跟总功的比值有用功跟总功的比值2.2.机械效率可以大于或等于机械效率可以大于或等于1 1吗吗?为什么为什么?提示提示:使用任何机械都不可避免地要做额外功使用任何机械都不可避免地要做额外功,其有用功总会小其有用功总会小于总功于总功,根据机械效率的公式可知根据机械效率的公式可知,机械效率总是小于机械效率总是小于1 1。参考答案参考答案:不可以用任何机械都不可避免做额外功不可以用任何机械都不可避免做额外功,其有用功其有用功总会小于总功总会小于总功3.3.动滑轮的重力为动滑轮的重力为G G动
8、动,物体的重力为物体的重力为G G物物,绳子的拉力为绳子的拉力为F,F,物体匀物体匀速提升的高度为速提升的高度为h,h,绳重及摩擦忽略不计绳重及摩擦忽略不计,求动滑轮的机械效率。求动滑轮的机械效率。提示提示:该装置的目的是将重物提高该装置的目的是将重物提高h,h,所以有用功为克服物体重所以有用功为克服物体重力做的功力做的功W W有有=G=G物物h,h,提升动滑轮所做的功为额外功提升动滑轮所做的功为额外功W W额额=G=G动动h,h,由于由于动滑轮省一半的力动滑轮省一半的力,所以绳子移动的距离所以绳子移动的距离s=2h,s=2h,拉力做的功为总拉力做的功为总功功W W总总=Fs=F=Fs=F2h
9、,2h,故动滑轮的机械效率故动滑轮的机械效率参考答案参考答案:探究探究 3 3 测量滑轮组的机械效率测量滑轮组的机械效率1.1.猜想与假设猜想与假设:同一滑轮组的机械效率是否固定不变同一滑轮组的机械效率是否固定不变?参考答案参考答案:不是不是2.2.实验原理实验原理:。参考答案参考答案:3.3.实验设计实验设计:如图所示。如图所示。(1)(1)用用测量钩码所受的重力。测量钩码所受的重力。(2)(2)用用测量钩码移动的距离和弹簧测力计移动测量钩码移动的距离和弹簧测力计移动的距离。的距离。(3)(3)匀速拉动弹簧测力计使钩码上升匀速拉动弹簧测力计使钩码上升,同时记下钩码上升的同时记下钩码上升的和弹
10、簧测力计的和弹簧测力计的;换不同的钩码多测几换不同的钩码多测几次。次。参考答案参考答案:(1)(1)弹簧测力计弹簧测力计(2)(2)刻度尺刻度尺(3)(3)高度移动距离高度移动距离4.4.实验数据实验数据:次次数数钩码所钩码所受的重受的重力力G/NG/N提升提升高度高度h/mh/m有用有用功功W W有有/J/J拉力拉力F/NF/N绳端绳端移动移动的距的距离离s/ms/m总功总功W W总总/J/J机械机械效率效率/%1 12 20.10.10.90.90.30.32 24 40.10.11.61.60.30.33 36 60.10.12.32.30.30.3(1)W(1)W有有=,W,W总总=。
11、(用字母表示用字母表示)参考答案参考答案:GhGhFsFs(2)(2)在空白表格中分别填写相应的数据。在空白表格中分别填写相应的数据。提示提示:W W有有1 1=Gh=Gh1 1=2N=2N0.1m=0.2J0.1m=0.2JW W总总1 1=F=F1 1s=0.9Ns=0.9N0.3m=0.27J0.3m=0.27JW W有有2 2=Gh=Gh2 2=4N=4N0.1m=0.4J0.1m=0.4JW W总总2 2=F=F2 2s=1.6Ns=1.6N0.3m=0.48J0.3m=0.48JW W有有3 3=Gh=Gh3 3=6N=6N0.1m=0.6J0.1m=0.6JW W总总3 3=F=
12、F3 3s=2.3Ns=2.3N0.3m=0.69J0.3m=0.69J则利用机械效率的公式则利用机械效率的公式参考答案参考答案:第第1 1次次:0.2:0.20.270.2774.174.1第第2 2次次:0.4:0.40.480.4883.383.3第第3 3次次:0.6:0.60.690.6987.087.0(3)(3)结论结论:同一组滑轮组提升的重物越重同一组滑轮组提升的重物越重,滑轮组的机械效率越滑轮组的机械效率越。提示提示:分析分析1 1、2 2或或1 1、3 3或或2 2、3 3组实验组实验,钩码的重力越小钩码的重力越小,机械效机械效率越低率越低,钩码的重力越大钩码的重力越大,机
13、械效率越高。机械效率越高。参考答案参考答案:高高5.5.交流与评估交流与评估:(1)(1)怎么做才能使测量结果更准确怎么做才能使测量结果更准确?提示提示:本次实验中准确测量拉力是关键。本次实验中准确测量拉力是关键。参考答案参考答案:使用弹簧测力计时首先要进行校零。测量过程中注使用弹簧测力计时首先要进行校零。测量过程中注意意:应沿直线匀速拉动弹簧测力计应沿直线匀速拉动弹簧测力计,待弹簧测力计的示数稳定后待弹簧测力计的示数稳定后再读数。再读数。(2)(2)影响机械效率的因素还有哪些影响机械效率的因素还有哪些?请具体分析。请具体分析。提示提示:在忽略摩擦的情况下在忽略摩擦的情况下,有用功有用功W W
14、有有=G=G物物h,h,额外功额外功W W额额=G=G动动h,Wh,W总总=W=W有有+W+W额额=G=G物物h+Gh+G动动h,h,滑轮组的机械效率滑轮组的机械效率由公式可以看出由公式可以看出,滑轮组的机械效率除了与提升物体的重力有滑轮组的机械效率除了与提升物体的重力有关关,还主要与动滑轮的重力有关。由还主要与动滑轮的重力有关。由知知,提升相同的物体提升相同的物体,动滑轮越重动滑轮越重,滑轮组的机械效率越小。因滑轮组的机械效率越小。因为在拉动物体时为在拉动物体时,还需要克服绳重、摩擦等做额外功还需要克服绳重、摩擦等做额外功,机械效率机械效率还与绳和滑轮的摩擦、绳重有关。还与绳和滑轮的摩擦、绳
15、重有关。参考答案参考答案:动滑轮重和绳与滑轮的摩擦。动滑轮越重动滑轮重和绳与滑轮的摩擦。动滑轮越重,绳与滑轮绳与滑轮的摩擦越大的摩擦越大,滑轮组的机械效率越小。滑轮组的机械效率越小。(3)(3)忽略绳重和摩擦忽略绳重和摩擦,机械效率的大小与绳子的股数、提升的高机械效率的大小与绳子的股数、提升的高度、移动的距离有关吗度、移动的距离有关吗?试结合机械效率的公式说明。试结合机械效率的公式说明。参考答案参考答案:由由 机械效率的大小与机械效率的大小与绳子的股数、提升的高度、移动的距离无关。绳子的股数、提升的高度、移动的距离无关。一、有用功和额外功一、有用功和额外功1.1.有用功有用功:为了达到目的为了
16、达到目的_的功。用的功。用W W有有表示。表示。2.2.额外功额外功:为了达到目的为了达到目的_的功。用的功。用W W额额表表示。示。3.3.总功总功:_:_与与_总共做的功总共做的功,用用W W总总表示。表示。4.4.关系关系:W:W总总=_+_=_+_。必须要做必须要做并非需要而又不得不做并非需要而又不得不做有用功有用功额外功额外功W W有有W W额额二、机械效率二、机械效率1.1.定义定义:_:_跟跟_的比值。的比值。2.2.公式公式:。3.3.特点特点:机械效率总机械效率总_1_1。4.4.影响滑轮组机械效率的主要因素影响滑轮组机械效率的主要因素:物重和动滑轮重。物重和动滑轮重。有用功
17、有用功总功总功小于小于【拓展延伸拓展延伸】三种机械效率的计算三种机械效率的计算杠杆杠杆滑轮或滑轮组滑轮或滑轮组斜面斜面提升重物提升重物水平匀速拉物体水平匀速拉物体其中其中G G为提升为提升重物的重力重物的重力,h,h为重物升为重物升高的高度高的高度;F;F为动力为动力,s,s为为动力作用点动力作用点移动的距离移动的距离不计绳重及摩擦，不计绳重及摩擦，其中其中G G为为重物的重力重物的重力,h,h为重为重物升高的高度物升高的高度;F;F为为动力动力,s,s为绳子自由为绳子自由端移动的距离端移动的距离,n,n为为承担物重的绳子段承担物重的绳子段数数其中其中f f为物体与水为物体与水平面的摩擦力平面
18、的摩擦力,F,F为拉力。为拉力。s s物物为物为物体移动的距离体移动的距离,s,s绳绳为绳子自由端移为绳子自由端移动的距离动的距离,n,n为承为承担拉力的绳子段担拉力的绳子段数数其中其中G G为物重为物重,h,h为斜面高为斜面高度度,L,L为斜面为斜面长度长度,F,F为拉为拉力力,f,f为摩擦为摩擦力力考点考点 1 1 机械效率的计算机械效率的计算【典例典例1 1】(2013(2013扬州中考扬州中考)工人用如图所工人用如图所示的装置将重物提高示的装置将重物提高5m,5m,已知物重为已知物重为800N,800N,人对绳的拉力为人对绳的拉力为500N500N。求此过程中。求此过程中:(1)(1)
19、做的总功。做的总功。(2)(2)做的有用功。做的有用功。(3)(3)滑轮组的机械效率。滑轮组的机械效率。【思路导引思路导引】分析题干中的物理量分析题干中的物理量,确定使用滑轮组所做的有确定使用滑轮组所做的有用功和总功用功和总功,再计算机械效率。再计算机械效率。【精讲精析精讲精析】本题考查机械效率的计算。本题考查机械效率的计算。(1)(1)由题图可知由题图可知,物重和动滑轮重由物重和动滑轮重由2 2段绳子承担段绳子承担,故故s=2h=2s=2h=25m=10m,5m=10m,则则W W总总=Fs=500N=Fs=500N10m=5 000J;10m=5 000J;(2)(2)提升重物做的有用功提
20、升重物做的有用功W W有有=Gh=800N=Gh=800N5m=4 000J;5m=4 000J;(3)(3)滑轮组的机械效率滑轮组的机械效率答案答案:(1)5 000J(1)5 000J(2)4 000J(2)4 000J(3)80%(3)80%【方法归纳方法归纳】滑轮组机械效率的计算滑轮组机械效率的计算(1)(1)竖直匀速提升物体时竖直匀速提升物体时:有用功有用功:W:W有有=Gh=Gh。总功总功:W:W总总=Fs=F=Fs=Fnhnh。机械效率机械效率:(2)(2)匀速水平拉动物体时匀速水平拉动物体时:有用功有用功:有用功在数值上等于摩擦力与物体移动距离的乘积有用功在数值上等于摩擦力与物
21、体移动距离的乘积,即即W W有有=fs=fs物物。总功总功:拉力拉力F F所做的功所做的功,即即W W总总=Fs=Fs绳绳=F=Fnsns物物。机械效率机械效率:(f:(f为摩擦力为摩擦力)。考点考点 2 2 滑轮组机械效率的测量滑轮组机械效率的测量【典例典例2 2】(2013(2013锦锦州中考州中考)在在“探究滑探究滑轮组轮组的机械效率的机械效率”时时,小小明利用两明利用两组组滑滑轮组进轮组进行了行了5 5次次测测量量,用一个用一个动动滑滑轮轮和一个定滑和一个定滑轮轮测测得前得前4 4组组数据数据,用两个用两个动动滑滑轮轮和两个定滑和两个定滑轮测轮测得第得第5 5组组数据数据,测测得数据如
22、下表得数据如下表:实验实验次数次数动滑动滑轮重轮重G G动动/N/N物重物重G/NG/N钩码钩码上升上升高度高度h/mh/m动力动力F/NF/N动力作动力作用点移用点移动距离动距离s/ms/m滑轮组滑轮组的机械的机械效率效率/%/%1 10.50.51 10.10.10.70.70.30.347.647.62 20.50.51 10.20.20.70.70.60.647.647.63 30.50.52 20.10.11.11.10.30.360.660.64 40.50.54 40.10.12 20.30.35 51 14 40.10.10.50.5(1)(1)请根据前请根据前4 4组数据组数
23、据,在图甲中画出实验中滑轮组的绕绳方法。在图甲中画出实验中滑轮组的绕绳方法。(2)(2)实验中应沿竖直方向实验中应沿竖直方向拉动弹簧测力计。拉动弹簧测力计。(3)(3)表格中编号表格中编号处数据应为处数据应为;根据图乙中弹簧测力计根据图乙中弹簧测力计可知编号可知编号数据应为数据应为N N。(4)(4)由表中第由表中第1 1、2 2组数据可知组数据可知,同一滑轮组的机械效率与同一滑轮组的机械效率与_无关。无关。(5)(5)由表中第由表中第3 3、4 4组数据可知组数据可知,同一滑轮组的机械效率与摩擦和同一滑轮组的机械效率与摩擦和有关。有关。(6)(6)有的同学认为有的同学认为:“机械越省力机械越
24、省力,它的机械效率越高。它的机械效率越高。”你认你认为这句话是为这句话是(选填选填“正确正确”或或“错误错误”)的。你是用小的。你是用小明收集的数据中明收集的数据中两组数据对比分析来判断的。两组数据对比分析来判断的。【思路导引思路导引】【精讲精析精讲精析】(1)(1)分析前分析前4 4组数据组数据,s=3h,s=3h,故故n=3n=3。(2)(2)利用二力平衡的条件可知利用二力平衡的条件可知,只有让钩码匀速上升只有让钩码匀速上升,此时滑轮此时滑轮对钩码的拉力的大小才会等于钩码的重力对钩码的拉力的大小才会等于钩码的重力,弹簧测力计的示数弹簧测力计的示数才等于拉力的大小。才等于拉力的大小。(3)(
25、3)弹簧测力计示数为弹簧测力计示数为1.6N1.6N。(4)(4)由第由第1 1、2 2组数据知组数据知,钩码上升的高度不同钩码上升的高度不同,机械效率相同机械效率相同,故故可知同一滑轮组可知同一滑轮组,机械效率与钩码上升高度无关。机械效率与钩码上升高度无关。(5)(5)在实验中影响滑轮组机械效率的因素不只是物重还有动滑在实验中影响滑轮组机械效率的因素不只是物重还有动滑轮的重、绳重与摩擦。当其他因素相同时动滑轮越重轮的重、绳重与摩擦。当其他因素相同时动滑轮越重,机械效机械效率越小率越小;其他因素相同时物体越重其他因素相同时物体越重,机械效率越大机械效率越大;其他因素相其他因素相同时绳重及摩擦越
26、小同时绳重及摩擦越小,机械效率越大。机械效率越大。(6)(6)第第5 5次实验的机械效率次实验的机械效率 小于小于第第4 4次实验的机械效率次实验的机械效率,但动力小于第但动力小于第4 4次实验次实验,故机械越省力故机械越省力,机械效率越高是错误的。机械效率越高是错误的。答案答案:(1)(1)如图所示如图所示(2)(2)匀速匀速(3)66.7(3)66.71.61.6(4)(4)钩码上升高度钩码上升高度(动力作用点移动的距离动力作用点移动的距离)(5)(5)物体重力物体重力(6)(6)错误错误4 4、5 5【方法归纳方法归纳】机械效率的可变性机械效率的可变性(1)(1)推导公式推导公式当额外功
27、一定时当额外功一定时,有用功越多有用功越多,机械效率越大。机械效率越大。当有用功一定时当有用功一定时,额外功越小额外功越小,机械效率越大。机械效率越大。(2)(2)若忽略绳重和摩擦若忽略绳重和摩擦,由推导公式由推导公式 知知:机械效率的大小只与物重和机械效率的大小只与物重和动滑轮重有关动滑轮重有关,与钩码上升的高度和动力移动的距离无关。与钩码上升的高度和动力移动的距离无关。1.1.玲玲同学用水桶从水井中提水做清洁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她在把水从井底提上来的过程中来的过程中,下列关于做功的说法中正确的是下列关于做功的说法中正确的是()A.A.对桶所做的功是有用功对桶
28、所做的功是有用功B.B.对水所做的功是额外功对水所做的功是额外功C.C.对水所做的功是有用功对水所做的功是有用功D.D.对水所做的功是总功对水所做的功是总功【解析解析】选选C C。本题考查对有用功、额外功、总功的判断。有。本题考查对有用功、额外功、总功的判断。有用功是我们要达到目的所必须要做的功。要判断什么是有用功用功是我们要达到目的所必须要做的功。要判断什么是有用功,要首先判断使用机械的目的是什么。此题目是用水桶从水井中要首先判断使用机械的目的是什么。此题目是用水桶从水井中提水提水,所以克服水的重力做的功是有用功所以克服水的重力做的功是有用功,对桶所做的功为额外对桶所做的功为额外功功,提水桶
29、的力所做的功为总功。故选提水桶的力所做的功为总功。故选C C。2.2.简单机械的机械效率高是指简单机械的机械效率高是指()A.A.有用功多有用功多 B.B.额外功少额外功少C.C.总功多总功多 D.D.有用功占总功的比例高有用功占总功的比例高【解析解析】选选D D。本题考查对机械效率的理解。机械效率是有用。本题考查对机械效率的理解。机械效率是有用功跟总功的比值功跟总功的比值,所以机械效率越高所以机械效率越高,说明有用功占总功的比例说明有用功占总功的比例越高。越高。3.3.在探究在探究“影响滑轮组机械效率的因素影响滑轮组机械效率的因素”时时,小明同学用如图小明同学用如图所示甲、乙两个相同的滑轮组
30、来验证的猜想是滑轮组的机械效所示甲、乙两个相同的滑轮组来验证的猜想是滑轮组的机械效率可能与率可能与()A.A.被提升物体重力有关被提升物体重力有关B.B.动滑轮重力有关动滑轮重力有关C.C.物体被提升的高度有关物体被提升的高度有关D.D.承重绳子的段数有关承重绳子的段数有关【解析解析】选选A A。本题考查了影响滑轮组机械效率高低的因素。本题考查了影响滑轮组机械效率高低的因素。题图中提升的物体的重力不相同题图中提升的物体的重力不相同(钩码的个数不相同钩码的个数不相同),),但是使但是使用相同的滑轮组用相同的滑轮组,因此这两个图研究的是滑轮组的机械效率与因此这两个图研究的是滑轮组的机械效率与被提升
31、物体重力的关系。故选被提升物体重力的关系。故选A A。4.(20134.(2013岳阳中考岳阳中考)如图如图,用一个动滑轮把重用一个动滑轮把重90N90N的沙袋从地面的沙袋从地面提到提到9m9m高的脚手架上高的脚手架上,绳端向上移动的距离是绳端向上移动的距离是m,m,若所用若所用的拉力是的拉力是60N,60N,这个动滑轮的机械效率是这个动滑轮的机械效率是。【解析解析】本题考查动滑轮的特点及机械效率的计算。绳端移动本题考查动滑轮的特点及机械效率的计算。绳端移动的距离的距离s=2h=2s=2h=29m=18m;9m=18m;在这一过程中在这一过程中,W,W总总=Fs=60N=Fs=60N18m 1
32、8m=1080J,W=1080J,W有有=Gh=90N=Gh=90N9m=810J,9m=810J,这个动滑轮的机械效率这个动滑轮的机械效率答案答案:181875%75%5.(20135.(2013连云港中考连云港中考)地震灾区重建过程中地震灾区重建过程中,工人用图示的滑工人用图示的滑轮组将重轮组将重400N400N的建筑材料从地面缓慢提升至的建筑材料从地面缓慢提升至10m10m高处。已知该高处。已知该工人对绳子的拉力为工人对绳子的拉力为250N,250N,则此过程人做的总功为则此过程人做的总功为J,J,该该滑轮组的效率为滑轮组的效率为%。【解析解析】本题考查滑轮组的机械效率的计算。由题图可知
33、本题考查滑轮组的机械效率的计算。由题图可知,此此滑轮组承担物重的绳子滑轮组承担物重的绳子n=2,n=2,人做的总功人做的总功W W总总=Fs=Fnh=Fs=Fnh=250N250N2 210m=5 000J;10m=5 000J;滑轮组的机械效率为滑轮组的机械效率为答案答案:5 0005 00080806.6.如图所示如图所示,用平行于斜面、大小为用平行于斜面、大小为1.25N1.25N的拉力的拉力F,F,将重为将重为1.8N1.8N的物体从斜面底端匀速拉至顶端的物体从斜面底端匀速拉至顶端,则有用功是则有用功是J,J,机械机械效率是效率是。【解析解析】本题考查了机械效率的计算。克服物体的重力所
34、做的本题考查了机械效率的计算。克服物体的重力所做的功为有用功功为有用功:W W有有=Gh=1.8N=Gh=1.8N0.2m=0.36J0.2m=0.36J拉力拉力F F所做的功为总功所做的功为总功:W W总总=Fs=1.25N=Fs=1.25N0.4m=0.5J0.4m=0.5J机械效率机械效率:答案答案:0.360.3672%72%7.(20137.(2013南京中考南京中考)在在“测定动滑轮机械效率测定动滑轮机械效率”的实验中的实验中,小小明用如图所示的动滑轮提升钩码明用如图所示的动滑轮提升钩码,改变钩码的数量改变钩码的数量,正确操作正确操作,实验数据如下实验数据如下:实验实验序号序号钩码
35、重钩码重G/NG/N钩码上升钩码上升高度高度h/cmh/cm拉力拉力F/NF/N绳端移动绳端移动的距离的距离s/cms/cm1.01.020.020.00.70.740.040.02.02.020.020.01.21.240.040.03.03.020.020.01.71.740.040.0(1)(1)实验时实验时,用手用手拉动弹簧测力计拉动弹簧测力计,使之在动滑轮下的使之在动滑轮下的钩码缓缓上升。钩码缓缓上升。(2)(2)第第次实验时测得动滑轮的机械效率为次实验时测得动滑轮的机械效率为。(3)(3)第第次实验时次实验时,钩码上升的速度为钩码上升的速度为0.05m/s,0.05m/s,则拉力的
36、功率为则拉力的功率为W W。(4)(4)由表中实验数据分析可知由表中实验数据分析可知,同一动滑轮同一动滑轮,所提升物重增大所提升物重增大,机机械效率将械效率将(选填选填“增大增大”“”“减小减小”或或“不变不变”)。【解析解析】本题考查测量动滑轮的机械效率。本题考查测量动滑轮的机械效率。(1)(1)实验时实验时,要匀速要匀速拉动弹簧测力计拉动弹簧测力计,使弹簧测力计示数稳定。使弹簧测力计示数稳定。(3)(3)钩码上升的速度为钩码上升的速度为0.05m/s,0.05m/s,则绳自由端上升的速度为则绳自由端上升的速度为0.1m/s,0.1m/s,根据二力平衡的知识可以知道根据二力平衡的知识可以知道
37、,静止时拉力静止时拉力F F的大小等的大小等于于1.7N,1.7N,拉力的功率拉力的功率P=Fv=1.7NP=Fv=1.7N0.1m/s=0.17W0.1m/s=0.17W。(4)(4)从表中数据可以看出从表中数据可以看出,同一动滑轮同一动滑轮,所提升物重增大所提升物重增大,机械效机械效率将增大。率将增大。答案答案:(1)(1)匀速匀速(2)71.4%(2)71.4%(3)0.17(3)0.17(4)(4)增大增大8.8.小明利用如图所示的滑轮组提升重小明利用如图所示的滑轮组提升重900N900N的的物体物体,所用拉力是所用拉力是500N,500N,物体在物体在10s10s内匀速上内匀速上升升
38、1m1m。(1)(1)在此过程中在此过程中,拉力做的功为多少拉力做的功为多少?(2)(2)拉力的功率为多大拉力的功率为多大?(3)(3)该滑轮组的机械效率是多少该滑轮组的机械效率是多少?【解析解析】本题考查功、功率、机械效率的综合计算。本题考查功、功率、机械效率的综合计算。(1)(1)绳子自由端移动距离绳子自由端移动距离:s=3h=3:s=3h=31m=3m,1m=3m,人拉绳子做的总功人拉绳子做的总功:W W总总=Fs=500N=Fs=500N3m=1 500J;3m=1 500J;(2)(2)拉力的功率拉力的功率:(3)(3)提升物体做的有用功提升物体做的有用功:W:W有有=Gh=900N
39、=Gh=900N1m=900J;1m=900J;滑轮组的机滑轮组的机械效率械效率:答案答案:(1)1 500J(1)1 500J(2)150W(2)150W(3)60%(3)60%找找你容易错在哪里？找找你容易错在哪里？用如图所示的滑轮组将重物匀速提高用如图所示的滑轮组将重物匀速提高2m,2m,所用拉力为所用拉力为500N,(500N,(不不计绳重和摩擦计绳重和摩擦)滑轮组的机械效率为滑轮组的机械效率为80%,80%,仍用该滑轮组仍用该滑轮组,提升提升1200N1200N的重物的重物,则所用拉力为多少则所用拉力为多少?【学生自答学生自答】解解:滑轮组的机械效率滑轮组的机械效率:所以所以F=750NF=750N。答案答案:750N750N【教师点评教师点评】正确之处正确之处:能区分有用功、总功能区分有用功、总功,会推导计算机械效率。会推导计算机械效率。错误之处错误之处:认为机械效率是不变的。认为机械效率是不变的。【标准解答标准解答】解解:W:W额外额外=(1-)W=(1-)W总总=(1-80%)=(1-80%)500N500N2 22m=400J,2m=400J,由由W W额外额外=G=G动动h,h,得得答案答案:700N700N