中考物理分类复习 机械效率

【例 3】(2016，德阳)关于功率、机械效率的说法正确的是( ) A．做功多的机器机械效率一定高 B．机械效率高的机器功率一定大 C．功率小的机器做功慢 D．功率大的机器做功时间一定短
【解析】根据公式 η＝WW有总可知，机械效率高低表示有用功占总功 的比值大小，不表示机械做功快慢，根据公式 P＝Wt 可知，功率大小 只表示机械做功快慢，不能表示机械做功的多少，则选项 C 正确．
中考物理分类复习
机械效率
机械效率
1．有用功：在工作时，人们必需要做的功；额外功：在工作时， 对人们无实用价值而又不得不做的功．使用机械时，人们对机械做的功 是___总___功，机械克服有用阻力做的功是_有__用___功．总功：有用功和额
外功之2．和机．械效率：_有__用__功___与_总__功__的比值叫机械效率，公式_η_＝__WW__有总．
(1)实验时，小明匀__速___竖直向上拉动弹簧测力计，使钩码升高，弹簧测 力计读数为0.5 N；同时小强也用刻度尺测出钩码被提升的高度为10 cm，以 上测量结果准确无误，其他被测物理量和计算数据记录如表：
(2)小明和小强通过计算得出该滑轮组机械效率为100%，他 们意识到出现了错误，请你帮他俩找出错误的原因：_绳__子__自__由__ _端__移__动__的__距__离__应__该__是__0_.3__m_，__不__等__于__0_._2_m___．
它没有单位，其大小总是__小__于__(选填“大于”或“小于”)1.
3．提高机械效率的方法：影响机械效率的因素有机___械__自__重__、___摩__擦____， 提高机械效率的方法：①_减__轻__机__械___自__重__使机械更合理轻巧；②经常保养润滑．
【提示】用滑轮组水平移动物体时，W 有＝fs，W 总＝Fs′，机械效率 η＝WW有总 ＝Fsfs′＝F·fsns＝nfF.
(1)请画出滑轮组的绕线．当这名学生未提重物时，他站在地面上对 地面的压强多大？
(2)若匀速提升重物的过程中，滑轮组的机械效率是75%，拉力的功率 多大？
(3)若用该滑轮组将800 N的重物匀速提起1 m，机械效率又是多大？
(1)如图所示，这名学生未提重物时，他对地面的压力：F＝G＝560N，
此时他对地面的压强：p＝FS＝05.0640 mN2＝1.4×104 Pa
(3)该滑轮组的机械效率实际为6_6_.7_%__． (4)在实验中，若将钩码的重增加到6 N，则该滑轮组的机 械效率将_变__大___(选填“变大”“变小”或“不变”)．
4．(2015，甘南州)如图所示，用一只动滑轮拉着物体A以0.5 m/s 的速度在水平面上做匀速直线运动，物体A重20 N，受到的摩擦阻力是 物重的0.2倍，水平拉力为2.5 N.
【答案】120 62.5
【变式题】(2016，敦煌市三模)用如图所示的滑轮组将700 N 的重物提高2 m，动滑轮的总重为200 N，不计绳重及摩擦．匀速 拉动绳端所用的拉力为__3_0_0__N，滑轮组的机械效率是_7_7_.7_8_%__．
实验 测量滑轮组的机械效率
1．实验方法：控制变量法． 2．实验原理：η＝WW有总＝GFsh＝nGF . 3．测量滑轮组的机械效率时，弹簧测力计要匀速竖直向上拉动绳 子．有用功为克服物体重力所做的功，总功为拉力F所做的功，额外功 为克服动滑轮和绳重所做的功与克服摩擦所做的功之和．提高滑轮组
(1)小张推木箱做了多少功？ (2)这个过程中，斜面的机械效率是ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ少？(结果保留一位小数)
(1)物体 2 s 移动的距离：s＝vt＝0.5 m/s×2 s＝1 m， ∵使用的是动滑轮，∴拉力移动的距离：s′＝2 s＝2×1 m＝2 m， 拉力做功：W＝Fs′＝2.5 N×2 m＝5 J，P＝Wt ＝52 Js＝2.5 W
【答案】(1)79.8% (2)被提升物体的重(或钩码总重) (3)3 动滑轮重
一、方法技巧 计算有用功、额外功和总功的方法 1．总功的计算方法：(1)定义法：W 总＝Fs；(2)W 总＝W 有＋W 额；
(3)公式法：W 总＝1W－额η或 W 总＝Wη有.
2．有用功的计算方法：(1)定义法：W 有＝Gh；(2)W 有＝W 总－W 额；
【解析】(1)实验 2 中滑轮组的机械效率 η＝GFsh＝1.467NN××0.01.3mm＝79.8%；(2)在第 1 次和 第 2 次实验中，用的是同样的滑轮组，不同的是，两次提起的物重不同，滑轮组的机械效率 不同，说明滑轮组的机械效率与被提升物体的重有关；(3)本次实验的目的是要研究用不同的 滑轮组提起相同物重时滑轮组的机械效率，要选不同的滑轮组，提升相同的物体．图中四次 实验中 2 和 3 符合上述条件；实验情景图结合表中实验数据分析可得，用滑轮组提升相同的 物体时，动滑轮越重，机械效率越小，滑轮组的机械效率与动滑轮重有关．
2．(2014，天水)物体重500 N，斜面高2 m，长5 m，斜面 的机械效率是80%，沿斜面匀速拉动物体时所需拉力的大小为 __2_5_0___N，若其他条件不变，增大斜面的倾斜程度，则斜面的 机械效率将__变__大___(选填“变大”“变小”或“不变”)．
3．(2014，庆阳)小明和小强在测“滑轮组机械效率”的实验中，一同 学组装好如图所示实验装置，他们分别记下了钩码和弹簧测力计的位置．
(1)在2 s内拉力做的功是是多少？功率是多少？ (2)该动滑轮的机械效率是多少？(不计滑轮重力)
(1)物体 2 s 移动的距离：s＝vt＝0.5 m/s×2 s＝1 m， ∵使用的是动滑轮，∴拉力移动的距离：s′＝2 s＝2×1 m＝2 m， 拉力做功：W＝Fs′＝2.5 N×2 m＝5 J，P＝Wt ＝52 Js＝2.5 W
4．常见几种简单机械的机械效率
1．(2016，兰州)如图所示，用20 N的力F拉着重为100 N的物体，使 其沿水平面以2 m/s的速度匀速运动了5 s，若每个滑轮重10 N，忽略绳重 和滑轮轴的摩擦，则下列说法正确的是( D )
A．拉力F做的功为200 J B．拉力F的功率为120 W C．滑轮组对物体做的有用功为400 J D．滑轮组对物体所做有用功的功率为60 W
＝
（GG′＋′Gh动）h＝G′G＋′G动＝800
800 N N＋200
N＝80%
与机械效率有关的计算
【例1】(2016，重庆)某建筑工地用如图所示的滑轮组 提升重物，人对绳的拉力F为400 N，能将75 kg的物体以 0.1 m/s的速度匀速提升，则拉力F的功率为_______W，此 时滑轮组的机械效率为______%(不计绳重和摩擦)．
的机械效率应设法增大物重或减小动滑轮重、绳与滑轮间的摩擦．
【例2】在探究影响滑轮组机械效率高低的因素时，一位同学设计了如 图所示的四个滑轮组，并将所测数据填入如下实验数据记录表中．
(1)实验2的机械效率为______%. (2)由第1次和第2次实验数据可知，用滑轮组提升物体，当滑轮组一定 时，滑轮组的机械效率可能与______有关． (3)由第2次和第_____次实验数据可知，用滑轮组提升物体，当被提升 的物体重一定时，滑轮组的机械效率可能与______有关．
【答案】C
【例 4】如图所示，在水平拉力 F 的作用下，使物体 A 沿水平面以速度 v 向右匀速运动了距离 s，若物重为 G，水平面对物体的摩擦力为 f.下列说法中不 正确的是( )
A．有用功的功率为 fv B．拉力做功的功率为 3Fv C．装置的机械效率为3GF D．额外功为(3F－f)s
【解析】由题图知，滑轮组对物体所做的功为有用功，物体由于沿水平面匀速运 动，所以滑轮组对物体的拉力 F′＝f，W 有用＝F′s＝fs，该滑轮组由 3 段绳子承担，所以 W 总＝3Fs，则有用功的功率为 P 有用＝Wt有用＝fts＝fv；总功的功率 P 总＝Wt总＝3Ft s＝3Fv； 装置的机械效率 η＝WW有总用＝3fFss＝3fF；W 额外＝W 总－W 有用＝3Fs－fs＝(3F－f)s.
(3)公式法：W 有＝W 总η.
3．额外功的计算方法：(1)定义法：W 额＝G 额 h，W 额＝f 额 s； (2)W 额＝W 总－W 有用；(3)公式法：W 额＝W 总(1－η)．
二、常见易错现象
①不能正确区分有用功和额外功(为了达到目的所做的功是有用功； 对人们没有用但又不得不做的功是额外功)；②不能正确区分机械效率与 功率(功率表示机械做功的快慢，功率大表示机械做功快，机械效率表示 机械对总功利用率的高低，效率高表示机械对总功的利用率高)；③认为 机械的机械效率固定不变(滑轮组的机械效率跟动滑轮的重、绳与滑轮间 的摩擦、提升物体的重力有关)．
额外功：W 额＝W 总－W 有＝800 J－600 J＝200 J；由于绳重及绳与滑轮之间的摩擦不计，所以
W 额＝G 动 h，则动滑轮的重：G 动＝Wh额＝2100mJ＝200 N．用该滑轮组将 800 N 的重物匀速提起
1
m，
由
于
绳
重
及
绳
与
滑
轮
之
间
的
摩
擦
不
计
，
所
以
此
时
滑
轮
组的
机
械
效率
：
η′
＝
W有′ W总′
(2)f＝0.2G＝0.2×20 N＝4 N，滑轮的机械效率：
η＝WW有总＝Ffss′＝24.5NN××12mm＝80%
6．(2016，天水)一名体重为560 N、双脚与地面接触面积为0.04 m2 的学生站在水平地面上，用如图所示的滑轮组，在20 s内将600 N的重物 匀速提升1 m(绳重及绳与滑轮之间的摩擦不计)．
【解析】由图可知，n＝3，则绳端移动的速度：v 绳＝nv 物＝3×0.1 m/s
＝0.3 m/s，拉力 F 的功率：P＝Wt ＝Fts＝Fv 绳＝400 N×0.3 m/s＝120 W；此