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1、初二物理机械效率上海科技版【本讲教育信息】一、教学内容：机械效率二、考点点拨：1、理解有用功、额外功和总功；2、理解机械效率，并会运用有关的公式进行简单的计算；（重点）3、知道提高机械效率的主要方法；4、知道机械功原理，并会用机械功原理分析简单的实际问题（难点）三、跨越障碍1、机械效率弹簧测力计将钩码匀速提升一定高度用弹簧测力计并借助一只动滑轮将同样的钩码匀速提升相同高度用弹簧测力计测量物体的重力为G，如果借助机械动滑轮，弹簧测力计对绳子的拉力应该为 G/2，但是在试验的过程中发现弹簧测力计的示数总是大于G/2. 如果两种情况下都使物体上升的高度为h，那么我们会发现借助机械拉力做的功多一些。这
2、是为什么呢？原来机械本身有重力，而且有许多地方存在摩擦，所以必定要使实际用力比计算的力要大，从而导致动力所做的功比不用机械而直接用手所做的功（机械对物体所做的功）要多，浪费了一些功。总功：拉力所做的功有用功：借助机械所做功的一部分，此部分就是借助机械要达到的目的。即不借助机械时达到同样的目的所做的功。额外功：克服滑轮的重力和滑轮转动时的摩擦阻力做的功。W=W有+W额所以我们发现此时的有用功小于总功，这说明使用机械做功时，存在一个效率的问题机械效率：有用功和总功的比值。机械效率通常用百分率表示。公式：例1、用水桶从井中提水，对水桶的拉力为F，水的重力为G，水桶被提高的高度为h，那么有用功、额外功
3、和总功分别是什么？点拨：总功为人对水桶的拉力所做的功，即W=Fh有用功的大小和不借助装置单纯对物体所做的功相等，即W有=Gh所以额外功为克服水桶的重力所做的功：FhGh所以我们可以发现此时的机械效率小于1例2、现用一个如图所示的滑轮组，提升一个重为600N的重物，绳端的拉力大小为250N，求：（1）该滑轮组的机械效率是多大？（2）若用该滑轮组提升另一个重为1500N的重物，则绳端的拉力是多大？此时滑轮组的机械效率是多大？若物体以1m/s的速度向上匀速运动，拉力做功的功率是多大？点拨：（1）设物体被提高h人做的有用功：W有用=Gh=600h人做的总功：W总=FS=3Fh=3×250&#
4、215;h=750h滑轮组的机械效率： W有/W总600h/750h80（2）由（1）得F=（G物+G动）/n 即G动=3F- G物=3×250N-600N=150N；当G=1500N时，拉力F= （G物+G动）/n = （1500N+150N）/3=550N滑轮组的机械效率：W有用/W总Gh/FS1500h/3×550h= 90.9拉力的功率：P=FV=550N×3x1m/s=1650W例3、小明利用如图所示的装置沿水平方向匀速拉动一个重2000的物体A，A受到地面的摩擦力为600，作用在绳端的拉力为250，该装置的机械效率是 . 点拨：设物体在水平面运动的距离
5、为hW有用/W总fh/FS600h/（3×250h）= 802. 探究滑轮组的机械效率：（1）影响滑轮组的机械效率的因素：物体的重；绳与滑轮间的摩擦，滑轮与转轴间的摩擦； 绳子的自重（2）几个重要的结论：同一个滑轮组的机械效率与所提升的物重有关，所提升的物重越重，滑轮组的机械效率越高；用不同的滑轮组提升同一重物，动滑轮越重的滑轮组其机械效率越低.实验：探究滑轮组的机械效率.例4、在探究定滑轮组机械效率的实验中（1）所用的实验器材除图中所示外，还需要 、 （2）实验中，用力拉弹簧测力计时应使钩码 （3）若实验装置如图所示，需要计算动力F移动的距离s与重物G上升的高度h的关系是 （4）要
6、测量的物理量（并用符号表示）是：a. 用弹簧测力计测量 b. 用弹簧测力计测量 c. 用 测量 （5）实验中有用功W有= ； 总功W总= ，其机械效率的表达式是= 点拨：本题注重对基础知识的掌握，要会设计和组装实验，会用公式（或字母、文字）表达出实验结论。要测出滑轮组的机械效率需测量出有用功和总功，需要的仪器还应该有刻度尺和铁架台，第（3）问中由s=nh可得出它们得关系，第（5）问中要用字母表示有用功，总功和机械效率。答案：（1）铁架台（支架），刻度尺（2）匀速上升（3）s=3h（4）a. 钩码的重力Gb. 绳子的拉力F c. 刻度尺钩码上升的高度 （5）Gh 3Fh G/3F如果用同样的装置
7、提升三个钩码时，使其上升的高度与上面的试验相等，那么此时两种情况下克服动滑轮的重力所做的额外功相等，但是第二种情况下所做的有用功要多，所以第二种情况下同样的滑轮装置的机械效率高。所以我们可以得知，同样的机械装置其机械效率并不是一定相等的。在测定滑轮组的机械效率的实验中，如果不用刻度尺测量钩码和弹簧测力计挂钩（即动力作用点）移动的距离，能不能算出机械效率？答案当然是“能”，因为只要知道重物是由n段绳子承担的，动力作用点通过的距离S一定是重物升高距离的n倍，即Snh（不考虑绳子本身的伸长），则机械效率。利用这个公式，可以较为简单的解决机械效率的计算问题。3、提高机械效率的方法。因为机械效率 所以要
8、提高机械效率可以从有用功，额外功还有总功上考虑比如：当额外功一定时，增加有用功，此时的机械效率就会提高。（增加物重）当有用功一定时，可以减小额外功。（减小动滑轮的重力，减小滑轮和绳子之间的摩擦，减小绳子的重力等）例5、如图所示，小明分别用甲、乙两个滑轮把同一袋沙子从地面提到二楼，用甲滑轮所做的总功为W1，机械效率为1；用乙滑轮所做的总功为W2，机械效率为2。若不计绳重与摩擦，则 （ ）A. W1 = W2，1 =2 B. W1 = W2，1 <2C. W1 < W2，1 >2 D. W1 > W2，1 <2点拨：因为此时的目的都是将物体从地面提到二楼，所以两种情况
9、下小明所做的有用功相等。但是乙中需要克服动滑轮的重力做功，即乙图中所做的额外功要比甲图中多。所以甲的机械效率高。答案：C例6、小明在“测滑轮组机械效率”的实验中，用如图所示的滑轮组进行了三次实验，实验数据如下表：实验次数物重G/N物体上升的高度h/cm测力计的示数F/N测力计移动的距离s/cm16392651736824（1）分析表中数据，回答以下问题：表中有一个数据的记录是错误的，错误的数据是 ；第3次实验中滑轮组的机械效率是 ；滑轮组的机械效率与 无关。（2）小红在小明实验的基础上多使用一个滑轮也做了实验，如图2所示。当这两位同学使用各自的滑轮组提升相同的重物时，若忽略绳重及摩擦，它们的机
10、械效率 （选填“相同”或“不相同”），理由是：点拨：（1） 17 80% 提升物体的高度（2）相同，因为额外功和有用功都相等【模拟试题】一、填空题1. 一个小孩用力提一桶水静止不动，他对水桶有向上的_力，这个力对水桶_，（填不做功或者做功）原因是_.2. 用一动滑轮将一重为50N的货物提高1m所用拉力为30N，总功是_；有用功是_；机械效率为_.3. 小明用100N的力沿竖直方向将杠杆的一端拉下2m时，杠杆的另一端把300N的物体提高了m。他做的有用功为_，总功为_，机械效率为_.4. 使用任何机械都要做额外功，额外功只能_，不能_，所以机械效率总是_。5. 要提高机械效率，关键在于减小_功。
11、我们可以用_或_减小摩擦，还可以通过简化_结构，_机械自重等方法来提高机械效率。二、选择题1. 下列叙述中能够提高机械效率的是 （ ）A. 增加有用功. B. 减少机械间的摩擦力.C. 减少总功. D. 使用更省力的机械.2. 关于机械效率，下列说法中正确的是 （ ）A. 做功越多机械效率越高 B. 有用功与总功的比值越大，机械效率越小C. 实际生产中，使用机械比不使用机械做功的效率高D. 使用机械做功时，如不考虑机械本身重力及所引起的摩擦，那么，机械的效率是百分之百3. 某机器的机械效率的大小，正确的可能是 （ ）% B. 82% C. 100% D. 120%4. 使用机械效率高的机械，一
12、定 （ ）A. 省距离 B. 省时间 C. 省力D. 省功5. 已知甲机器的机械效率是65，乙机器的机械效率是80，那么下列说法中正确的是（ ）A. 甲机器一定比乙机器省力 B. 甲机器一定比乙机器省距离C. 甲机器做的有用功一定比乙机器多 D. 以上说法都不对三、实验题如图所示为“测滑轮组机械效率”的实验装置，小红同学进行了两次实验探究，得到如下两组数据. 实验次数钩码的重力（N）钩码上升的高度（m）测力计示数（N）测力计上升的高度（m）机械效率（%）一二（1）根据实验数据计算出两次滑轮组工作的机械效率，填入表中. （2）分析填入表中的机械效率，判断第 次测量的数据有明显错误，请猜想可能是哪
13、个数据错误，并说出猜想的理由. 四、计算题1、斜面长为20m，高为m，其机械效率为80%.某人将重为104N的物体从低端拉到顶端.求（1）人的拉力做的功.（2）斜面与物体间的摩擦力.2、站在地面上的人用滑轮组把重960N的货物由地面匀速提升到4m的高处，所用的时间是8s，人作用在绳子自由端的拉力为600N. （不计摩擦和绳重）（1）依据题意在图中画出绳子的绕法；（2）请根据已知条件设疑并解答. （至少求出4个物理量）【试题答案】一、填空题1、拉 不做功 没有在力的作用下通过一定的距离2、60J 50J 83.3% 3、150J 200J 75%4、减小 消除 小于15、额外，滚动摩擦代替滑动摩擦，加注润滑剂，机械，减少 二、选择题1、B2、D3、B 4、D 5、D三、实验题（1）66.7% 99.5% （2）二 弹簧测力计的示数四、实验题2、（1）由于人站在地上，所以只能有 n=2一种情况，图略 （2）W有用=3840J ， W总=4800J，W额外=960J，G总=240N， P有用=480W，P总=600W， v物=/s，v拉=1m/s等