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第3節(jié)機械效率 知識點一 知識點二 知識點三 知識點一有用功和額外功1 有用功 為完成工作目的必須要做的功 叫做有用功 2 額外功 在利用機械做功的過程中 在做有用功的同時 還要克服機械的重力 機械間的摩擦力等多做一部分功 這部分功叫做額外功 3 總功 在利用機械做功的過程中 有用功和額外功之和是總共做的功 叫做總功 知識點一 知識點二 知識點三 拓展歸納 知識點一 知識點二 知識點三 知識點一 知識點二 知識點三 例1用一個動滑輪將250N的重物勻速提高2m 所用的拉力是150N 則在此過程中拉力做的有用功和總功分別是 A 500J600JB 500J300JC 300J500JD 600J500J解析 拉力做的有用功W有 Gh 250N 2m 500J 繩子自由端上升的距離s 2h 2 2m 4m 拉力做的總功W總 Fs 150N 4m 600J 答案 A 知識點一 知識點二 知識點三 知識點二機械效率1 在保證所做有用功一定的情況下 人們總是希望額外功越少越好 即額外功在總功中所占的比例越少越好 在物理學中 將有用功跟總功的比值叫機械效率 如果用 表示機械效率 那么有2 使用任何機械都不可避免地要做額外功 有用功總是小于總功 所以機械效率總是小于1的 3 機械效率是反映機械性能的優(yōu)劣的重要標志之一 拓展歸納同一機械的機械效率不是固定不變的 機械效率是使用機械在某次做功的過程中有用功跟總功的比值 同一機械在不同的做功過程中 提起不同的重物 機械效率一般是不同的 知識點一 知識點二 知識點三 例2工人用某滑輪組提升重物 在20s內(nèi)將480N的物體勻速提升4m 已知在這個過程中 工人做了240J的額外功 求 1 工人對重物做的有用功 2 工人做功的功率 3 滑輪組的機械效率 知識點一 知識點二 知識點三 答案 1 1920J 2 108W 3 88 9 知識點三 知識點一 知識點二 知識點三測量滑輪組的機械效率一 實驗目的 1 會測量滑輪組的機械效率 2 會處理實驗數(shù)據(jù) 并根據(jù)實驗數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)新的問題 三 所測物理量 物重G 拉力F 重物上升的距離h 彈簧測力計移動的距離s 四 實驗器材 鉤碼 滑輪組 鐵架臺 細線 彈簧測力計 刻度尺 知識點三 知識點一 知識點二 五 實驗步驟 1 用所給器材組裝如圖所示滑輪組 2 將鉤碼掛在滑輪組下方 記錄所掛鉤碼的重力 用彈簧測力計豎直拉住繩子自由端 知識點三 知識點一 知識點二 3 將刻度尺放在如圖所示的位置 分別記錄鉤碼和繩子自由端的起始位置 4 用彈簧測力計勻速拉動繩子自由端 使物體勻速上升一段距離 記錄彈簧測力計的讀數(shù) 并記錄物體上升后所達到的末位置以及繩子自由端上升到的末位置 5 分別測出鉤碼上升的距離h和繩子自由端移動的距離s 然后根據(jù)W有用 Gh和W總 Fs計算出有用功和總功 按計算該滑輪組的機械效率 6 改變所掛鉤碼的重力 重復以上實驗步驟 7 鉤碼重力不變 改變動滑輪個數(shù)重復上述實驗步驟 注意 實驗過程中應(yīng)勻速豎直拉動測力計 并在拉動中讀取拉力大小 知識點三 知識點一 知識點二 六 實驗數(shù)據(jù)表 知識點三 知識點一 知識點二 七 實驗結(jié)論 1 同一滑輪組 提起的物重越大 滑輪組的機械效率越高 2 不同的滑輪組 提升相同的物體 動滑輪越重 滑輪組的機械效率越低 拓展歸納對同一滑輪組而言 因為s繩 nh物 所以h增大幾倍 W有和W總也同時增大幾倍 兩者的比值 不變 所以機械效率的大小與重物上升的高度無關(guān) 同理滑輪組的機械效率與拉動速度 或功率 無關(guān) 知識點三 知識點一 知識點二 例3 2016湖南衡陽中考 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)如表所示 實驗裝置如圖所示 知識點三 知識點一 知識點二 1 實驗中應(yīng)沿豎直方向拉動彈簧測力計 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 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(jié)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(zhì)量越大 滑輪組的機械效率 選填 越高 不變 或 越低 4 小組同學在用第2次實驗中使用的裝置做第3次實驗 表中第3次實驗中繩端移動距離s漏記 但仍然計算出第3次的機械效率 保留三位有效數(shù)字 知識點三 知識點一 知識點二 答案 1 勻速 2 乙 3 越低 4 83 3 考點一 考點二 考點一機械效率的大小比較例1 2016山東煙臺中考 用四只完全相同的滑輪組成如圖所示的甲 乙兩個滑輪組 把相同的物體勻速提升相同的高度 若用 甲 乙表示甲 乙兩滑輪組的機械效率 W甲 W乙表示拉力所做的功 不計繩重與摩擦 則 A 甲 乙 W甲 W乙B 甲 乙 W甲 W乙C 甲 乙 W甲 W乙 考點一 考點二 解析 此題中 鉤碼的重力相同 鉤碼上升的高度相同 據(jù)W有用 Gh可知 所做的有用功相同 不計繩重和摩擦 對動滑輪做的功是額外功 滑輪相同 即W額外是相同的 據(jù)W總 W有用 W額外可知 W總是相同的 即W甲 W乙 由機械效率可知 機械效率是相同的 即 甲 乙 答案 A 考點一 考點二 考點一 考點二 考點二機械效率的簡單計算例2 2016湖北天門中考 陸羽公園矗立著由漢白玉制成的 茶圣 陸羽的雕像 其質(zhì)量為5 4t 吊裝時用如圖所示的滑輪組將雕像勻速吊上3m的高臺 已知提升雕像時 拉力F的功率為6 103W 繩子自由端移動速度為0 3m s g取10N kg 求 1 滑輪組將雕像吊上3m高臺需要的時間為多少秒 2 滑輪組對雕像做的有用功是多少 3 提升雕像的過程中滑輪組的機械效率是多少 考點一 考點二 解析 1 由題圖可知 n 3 根據(jù)s nh求出繩子自由端移動的距離 再利用速度公式變形即可求出所用時間 2 先根據(jù)G mg計算雕像的重 再根據(jù)W Gh計算有用功 3 已知拉力F的功率P 6 103W t 30s 根據(jù)可得拉力做的總功 已經(jīng)求得有用功和總功 再根據(jù)機械效率的定義式求出滑輪組的機械效率 考點一 考點二 答案 1 30s 2 1 62 105J 3 90 考點一 考點二