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1、机械效率学问点总结学问网络重难点突破学问点一 几个概念、有用功：定义：对人们有用的功。公式：WGh提升重物=WW=W有用总额总斜面：W= Gh有用2、额外功：定义：并非我们需要但又不得不做的功公式：W= WW=Gh无视轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组额总有用动斜面：W=f L额3、总功： 定义：有用功加额外功或动力所做的功公式：W=WW=FS= W总有用额有用斜面：W= fL+Gh=FL总学问点二 机械效率及其计算1、机械效率： 定义：有用功跟总功的比值。 公式：=有用WWGh总斜 面=FL= Gh= Gh = GFSF第h1 页F共 9 页= Gh= Gh= GFSF2h2F=GhFS =GhG F
2、nh =：滑轮组 有用功总小于总功，所以机械效率总小于 1 。通常用 百分数 表示。某滑轮机械效率为 60%表示有用功占总功的 60% 。提高机械效率的方法：减小机械自重、减小机件间的摩擦。学问点三 机械效率的测量：WGh1. 原 理：=W有用 =FS总2. 应测物理量：钩码重力G、钩码提升的高度h、拉力F、绳的自由端移动的距离S3. 器 材：除钩码、铁架台、滑轮、细线外还需 刻度尺、弹簧测力计。4. 步骤：必需匀速拉动弹簧测力计使钩码上升，目的：保证测力计示数大小不变。5. 结论：影响滑轮组机械效率凹凸的主要因素有：A 动滑轮越重，个数越多则额外功相对就多。B 提升重物越重，做的有用功相对就
3、多。C 摩擦，假设各种摩擦越大做的额外功就多。绕线方法和重物提上升度不影响滑轮机械效率。同步练习：一选择题共 4 小题1. 如图用同一滑轮组分别将两个不同的物体A 和 B 匀速提升一样的高度，不计绳重和摩擦，提升A 的过程滑轮组的机械效率较大，则以下说法正确的选项是A. 提升A 的拉力较大CA 物体的重力较小B. 提升B 做的有用功较多D提升B 做的额外功较少第 2 页 共 9 页【答案】A【解析】由题知，提起两物体所用的滑轮组一样，将物体提升一样的高度，不计绳重和摩擦，抑制动滑轮 重力所做的功是额外功，由WGh 可知，提升 A 和 B 所做的额外功一样，故D 错误；不计绳重与摩额动擦，用同样
4、的滑轮组将不同的物体提升一样的高度，假设提升的物重越大，由WGh 可知，所做的有用功越大，而额外功一样，虽然拉力做的总功也越大，但有用功在总功中所占的比例越大，即滑轮组的机械效率 越大，所以，增大提升的物重可以提高滑轮组的机械效率。由题知，提升A 的过程滑轮组的机械效率较大，则说明A 物体的重力较大，提升A 物体做的有用功较多；由图知n2，不计绳重与摩擦，由F G+G 可知，提升A 的拉力较大，故A 正确、BC 错误。动应选：A。22023 秋 吴兴区期末重为 30 牛的A 物体，用如右图所示甲、乙两种方法被提升和水平移动。假设A 物体在水平面滑动时受到的摩擦力为 20N，F118N，F28N
5、，A 物体在 5s 内匀速移动的距离均为 0.3m， 则在该过程中，以下分析正确的选项是 A绳子自由端F1 移动的速度比F2 移动的速度大BF1 做功比F2 做功少C两种方法中所做的有用功一样多 D两种方法中机械效率一样【答案】D【解析】物体移动的速度v 物0.06m/s，甲图中n2，则乙图中n3，则绳子自由端 F1 移动的速度：v2v20.06m/s0.12m/s，绳子自由端 F 移动的速度：v3v122绳物绳物30.06m/s0.18m/s，比较可知，绳子自由端F1 移动的速度比F2 移动的速度小，故A 错误。甲图中绳子自由端移动的距离：s12s20.3m0.6m，乙图中绳子自由端移动的距
6、离：s23s30.3m总总0.9m，则 F1 做功：W1F1s118N0.6m10.8J，F2 做功：W2F2s28N0.9m7.2J，比较可知，F1 做功比 F2 做功多，故B 错误。12甲图中的有用功：WGs30N0.3m9J，乙图中的有用功：Wfs20N0.3m6J，有有第 3 页 共 9 页比较可知，甲方法中做的有用功大，故C 错误。甲图中的机械效率为：h =乙图中的机械效率为：h =W有用1W总1W有用2W总29J= 10.8J6J= 7.2J100% 83.3% ，100% 83.3%比较可知，两种方法中机械效率一样，故D 正确。应选：D。32023 秋常熟市期末关于功、功率和机械
7、效率，以下说法正确的选项是A机械的功率越大，做功越多 B机械的功率越大，做功越快 C机械的功率越大，机械的机械效率越高D机械的机械效率越高，机械越省力【答案】B【解析】由公式 WPt 知，物体做功多少与功率和做功时间都有关；机械的功率大，时间不确定，则做功多少不能确定，故A 错误；功率是描述物体做功快慢的物理量，功率越大，说明物体做功越快，故B 正确； 机械效率是指有用功与总功的比值，与功率大小无关，故C 错误；机械效率高说明有用功与总功的比值大， 与机械是否省力无关，故D 错误。应选：B。42023 秋越秀区期末用某滑轮组匀速提升重物，改进后提高了机械效率，假设用它把同一物体匀速提到同样的高
8、度，改进后与改进前相比较，以下说法中错误的选项是A. 做的总功削减了B做的额外功削减了 C做的有用功增加了D做的有用功跟总功的比值增大了【答案】C【解析】由题知，把同一物体匀速提到同样的高度，利用滑轮组做的有用功W一样，故C 错；有用W由于滑轮组的机械效率h =有用 ，机械效率 增大，所以利用滑轮组做的总功WW总减小，故A 正确；总由于WW+W，W减小，W不变，所以使用滑轮组做的额外功W减小，故B 正确；总有用额总有额机械效率等于有用功与总功之比， 增大了，所以做的有用功跟总功的比值就增大，故D 正确。应选：C。第 4 页 共 9 页二填空题共 4 小题52023衡阳模拟如下图是电动传送机，传
9、送带斜面长15m，高 7.5m，每袋货物质量m30kg。传送机匀速传送一袋货物到 A 处所做的有用功为 J，传送机工作时的机械效率是 75%，则传送一袋货物所做的额外功是 Jg 取 10N/kg【答案】2250；750。【解析】传送一袋货物所做的有用功：WWGhmgh30kg10N/kg7.5m2250J；由h =有用有W总可得总功：WW=有用总h= 2250 J75%= 3000 J，传送一袋货物所做的额外功：WWW3000J2250J750J。额总有62023福清市一模如下图，建筑工地上工人用400N 的拉力将一捆重为 680N 的建筑材料提升 3m，不计绳重及各种摩擦，则滑轮组的机械效率
10、为，动滑轮重为N。【答案】85%；120【解析】由图知，n2，拉力端移动的距离：s2h23m6m， 拉力做的总功：WFs400N6m2400J，总拉力做的有用功：WGh680N3m2040J，有用W滑轮组的机械效率：h =有用W总= 2040J 2400J1100% = 85% ；（2） 不计绳重和摩擦，由F 2 G+G 动可得，动滑轮重：G 动2FG2400N680N120N。72023广东模拟在探究动滑轮的活动中，当用弹簧测力计拉着动滑轮匀速上升时，弹簧测力计的读数如下图，则作用在绳端的拉力是N假设每个钩码的质量是 200g，不计绳重及摩擦，则该动滑轮第 5 页 共 9 页的机械效率是，动
11、滑轮的重力是Ng 取 10N/kg【答案】2.4；83.3%；0.8。【解析】由图知，弹簧测力计的分度值为0.2N，则绳端的拉力：F2N+20.2N2.4N；2 个钩码所受的重力：Gmg20.2kg10N/kg4N，W则该动滑轮的机械效率：h =有用W总= Gh = G =4N 83.3% ；FsnF2 2.4N（3） 假设不计绳重及摩擦，由F G+G得，动滑轮的重力：GnFG22.4N4N0.8N。动动82023 秋崇左期末如图是供残疾人轮椅车通行的斜道，可以看成一个斜面，斜道高 0.35m，长度为 2.8m，假设某人乘坐电动轮椅车上此斜道，人的重力为 600N，轮椅车的动力是 300N；使
12、用此斜道选填“能”或“不能”省功；此斜道的机械效率是。保持高度不变，增加斜道的长度，则该斜道的机械效率 将选填“不变”、“增大”或“减小”。【答案】不能；25%；减小。【解析】图中斜道可以看成一个斜面，使用斜面时可以省力，但费距离，且不能省功； 使用斜道时做的有用功：WGh600N0.35m210J，有用动力做的总功：WFs300N2.8m840J，总W斜道的机械效率：h =有用W总= 210J 840J100% = 25% ；保持高度不变，增加斜道的长度，斜道的倾斜程度坡度减小，其机械效率减小。三试验探究题92023 秋建湖县校级月考如图是才智小组“测滑轮组的机械效率”的试验装置。测得的试验
13、数据如表。第 6 页 共 9 页试验次数物重G/N物体上上升度h/m拉力 F/N绳端移动距离s/m机械效率110.10.60.355.6%220.11.00.366.7%340.11.80.3（1） 试验过程中，应竖直向上拉动弹簧测力计。（2） 第三次试验中滑轮组的机械效率是。（3） 分析表中试验数据可知，同一滑轮组，物重，滑轮组的机械效率越高。（4） 假设在第三次试验中，物体上升的速度为0.1m/s，则拉力F 的功率为W（5） 创小组也利用重为 1N、2N、4N 的物体进展了三次试验，每次测得的机械效率均大于才智小组的测量值，则创小组测量值偏大的缘由可能是。填字母 A测拉力时，弹簧测力计未调
14、零，指针指在零刻度线下方B. 弹簧测力计每次拉动物体时均加速上升C所使用的动滑轮的重力小于才智小组（6） 机械效率是机械性能好坏的重要标志结合生产生活实际，分析试验数据可知，以下提高机械效率 的措施不行行的是选填符号A. 增加所提物重 B减轻机械自重C机械加润滑油 D增加重物上上升度【答案】1匀速；274.1%；3越大；40.54；5C：6D。【解析】1试验过程中，应竖直向上匀速拉动弹簧测力计，系统处于平衡状态，拉力等于测力计示数；W（2） 第三次试验中滑轮组的机械效率是：h =有用W总GhG4N= Fs = 3F = 31.8N 74.1% ；（3） 纵向分析表中试验数据可知，同一滑轮组，物
15、重越大，滑轮组的机械效率越高；（4） 假设在第三次试验中，F1.8N，物体上升的速度为 0.1m/s，第 7 页 共 9 页则绳子自由端的速度：v30.1m/s0.3m/s，则拉力F 的功率为：PFv1.8N0.3m/s0.54W；5A测拉力时，弹簧测力计未调零，指针指在零刻度线下方，则测得的拉力变大，总功变大，在有用 功肯定时，滑轮组的机械效率将变小，不符合题意；B. 弹簧测力计每次拉动钩码时均加速上升，测得的拉力变大，总功变大，在有用功肯定时，滑轮组的 机械效率将变小，不符合题意； C使用的动滑轮的重力小于才智小组，抑制动滑轮重力做的功减小，即额外功减小，在有用功肯定时， 总功减小，滑轮组
16、的机械效率将变大，符合题意；应选C。6A由 1、2 或 3、4 两组数据可知，用一样的装置提升物体的重力越大，滑轮组的机械效率越大， 故A 可行；B. 由 1、3 或 2、4 两组数据可知，用不同的状态提升一样的物体上升一样的高度时，机械自重越小，滑轮组机械效率越大，故B 可行；WC. 机械加润滑油，提升重物时减小了额外功，依据h =有用WW=有用W+W100% 可知，滑轮组的机械效率越大，故C 可行；总有用额WD. 由h =有用W总四计算题GhG= Fs = nF 100% 可知，滑轮组机械效率与物体提升的高度无关，故D 不行行。102023 秋 常州期末小明用如下图的滑轮组匀速提升物重为3
17、00N 的物体，此时人对绳的拉力为 200N，不计绳重和轮、轴间摩擦。问：（1） 此过程中，滑轮组的机械效率？（2） 假设小明的体重为 900N，那么他用此滑轮组所提升的最大物重是多少牛？【答案】175%21700N【解析】：第 8 页 共 9 页（1） 由图知，n2，拉力端移动的距离s2h，W滑轮组的机械效率：h =有用W总GhG300N= Fs = 2F = 2 200N 100% = 75% ；（2） 不计绳重和轮、轴间摩擦，拉力F G+G，则动滑轮的重力：动G2FG2200N300N100N，动由于人站在地面上，所以小明施加的最大拉力：FG900N，最大小明而最大拉力F G+G，最大最大动则能提升的最大物重：G2FG2900N100N1700N。最大最大动第 9 页 共 9 页