（安徽專用）2019中考物理高分一輪 第11單元 機(jī)械效率課件.ppt

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1、第 11 課時(shí)機(jī)械效率,,考點(diǎn)機(jī)械效率,W有用+W額外,,比值,例1 2018安慶二模 如圖11-1甲所示,滑輪組在豎直向上的拉力F作用下,將重為100 N的物體勻速提起,在5 s時(shí)間內(nèi)繩子自由端移動(dòng)的距離為s=3 m。圖乙是滑輪組工作時(shí)的拉力F與繩子自由端移動(dòng)距離s的關(guān)系圖。圖乙中陰影部分的面積表示的物理量的大小是,計(jì)算滑輪組提升該重物時(shí)的機(jī)械效率為。,,探究一滑輪機(jī)械效率的計(jì)算,甲 乙 圖11-1,120J,83.3%,,【變式1】 2018貴池區(qū)二模 小明同學(xué)用如圖11-2所示的裝置拉動(dòng)物體A,使重為200 N的物體在3 s內(nèi)沿水平面勻速直線移動(dòng)了4 m,若A受到地面的摩擦力為5

2、0 N,小明作用在繩子上的拉力F為30 N,則拉力F的功率為W,該裝置的機(jī)械效率為。,,圖11-2,83.3%,80,,答案 解:(1)如圖所示 解析 (1)動(dòng)滑輪的支點(diǎn)O在繩子與滑輪左邊的接觸點(diǎn)上,動(dòng)力F為繩子的拉力,方向豎直向上,過支點(diǎn)O向動(dòng)力作用線作垂線段,就得到動(dòng)力臂L1。,【變式2】 2018包河區(qū)一模 動(dòng)滑輪也可以看成一個(gè)變形的費(fèi)力杠桿。如圖11-3所示,用豎直向上的拉力F通過動(dòng)滑輪提升重物G。 (1)請(qǐng)?jiān)趫D中標(biāo)出動(dòng)滑輪的支點(diǎn)O,并作出拉力F的力臂L1。,,圖11-3,,(2)用大小為10 N的拉力F,將重為4 N的物體G勻速豎直向上提升1 m,則在此過程中,該動(dòng)滑輪的機(jī)械效率為。

3、,,圖11-3,80%,例2 2018長豐縣三模 如圖11-4所示,某工人用平行于斜面的力F將重為G的木箱勻速拉上斜邊長為s、高為h的斜面,斜面的傾角為。 (1)請(qǐng)推導(dǎo):若不計(jì)摩擦,F=Gsin 。 (2)實(shí)際中的斜面存在摩擦,若木箱質(zhì)量為50 kg,所用拉力為200 N,斜面長為5 m,高為1.6 m,則斜面的機(jī)械效率為多少?木箱所受摩擦力的大小為多少?(g取10 N/kg),,探究二斜面機(jī)械效率的計(jì)算,圖11-4,(2)實(shí)際中的斜面存在摩擦,若木箱質(zhì)量為50 kg,所用拉力為200 N,斜面長為5 m,高為1.6 m,則斜面的機(jī)械效率為多少?木箱所受摩擦力的大小為多少?(g取10 N/kg

4、),,圖11-4,【變式1】2018霍邱縣一模 某同學(xué)利用長2 m、高1.2 m的斜面勻速拉動(dòng)一重物,若其機(jī)械效率為75%,額外功僅為克服斜面對(duì)重物的摩擦力所做的功,則物體所受摩擦力與物體的重力之比為。,,1：5,【變式2】2018當(dāng)涂縣模擬 利用如圖11-5所示的斜面裝置用時(shí)10 s可以把重為500 N的物體勻速拉到斜面頂端,斜面長為4 m,高為2 m,實(shí)際拉力為300 N。求: (1)若沿斜面方向的拉力為F,物重為G,斜面長為L,高為H,請(qǐng)利用總功、有用功和額外功的關(guān)系推導(dǎo)出摩擦力f的表達(dá)式。 (2)拉力做功的功率是多少? (3)該斜面裝置的機(jī)械效率是多少?,,圖11-5,(2)拉力做功的

5、功率是多少?,,(3)該斜面裝置的機(jī)械效率是多少?,,探究三杠桿機(jī)械效率的計(jì)算,例3如圖11-6所示,一根均勻的細(xì)木棒OC,OA=OC,B為OC的中點(diǎn)。在C點(diǎn)施力將掛在A點(diǎn)的重為180 N的物體勻速提升0.2 m,木棒的機(jī)械效率為90%。提升該物體做的有用功是J,木棒重為N。(不計(jì)摩擦),圖11-6,36,10,,突破測量滑輪組的機(jī)械效率 【考點(diǎn)歸納】 實(shí)驗(yàn)器材:滑輪組、鐵架臺(tái)、細(xì)繩、彈簧測力計(jì)、刻度尺、鉤碼。 滑輪組繞線方法:奇動(dòng)偶定原則。 實(shí)驗(yàn)中繩子要?jiǎng)蛩?、豎直拉動(dòng)。 表格內(nèi)容的補(bǔ)充、數(shù)據(jù)的分析與處理。 影響滑輪組機(jī)械效率的因素:a.提升物體的重力;b.動(dòng)滑輪的重力;c.繩重、摩擦。,實(shí)驗(yàn)

6、突破,,實(shí)驗(yàn)結(jié)論:同一滑輪組,提升物體越重,機(jī)械效率越高;不同滑輪組提升同一重物,動(dòng)滑輪越輕(個(gè)數(shù)越少),機(jī)械效率越高。滑輪組的機(jī)械效率與提升物體的高度和速度、繩子的段數(shù)、省費(fèi)力均無關(guān)。 提高滑輪組機(jī)械效率的方法:a.增加提升物體的重力;b.減小動(dòng)滑輪的重力;c.減小繩重和摩擦等。 有用功、額外功、總功的計(jì)算。 缺少刻度尺時(shí)的滑輪組機(jī)械效率的計(jì)算:= 100%。,實(shí)驗(yàn)突破,例 在“測量滑輪組的機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)中,某組同學(xué)用同樣的滑輪安裝了如圖11-7甲、乙所示的滑輪組,實(shí)驗(yàn)測得的數(shù)據(jù)如下表所示,回答下列問題:,,圖11-6,,(1)本實(shí)驗(yàn)需要用的測量儀器是 和。 (2)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是用圖中所

7、示的滑輪組測得的。實(shí)驗(yàn)中沿拉動(dòng)彈簧測力計(jì),使物體緩緩上升。第3次實(shí)驗(yàn)中應(yīng)補(bǔ)充的數(shù)據(jù)是。(保留一位小數(shù)),彈簧測力計(jì),,解析 (1)本實(shí)驗(yàn)所需的測量器材:彈簧測力計(jì)和刻度尺,由題表中數(shù)據(jù)可知有3段繩子承擔(dān)物重,由此得出滑輪組的繞繩方法。,刻度尺,甲,豎直方向勻速,74.1%,,(3)根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以得出如下結(jié)論:同一滑輪組的機(jī)械效率主要與有關(guān)。 【實(shí)驗(yàn)拓展】 (4)分析表中的數(shù)據(jù)可知:隨著物重的增加,額外功(選填“變大”“變小”或“不變”),原因是。通過以上實(shí)驗(yàn),請(qǐng)寫出提高滑輪組機(jī)械效率的兩種方法: 和 。,,解析 (3)由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知同一滑輪組的機(jī)械效率主要由所提升的物重決

8、定。 (4)由表中數(shù)據(jù)可知,隨著物重的增大,額外功變大,滑輪組做的額外功為克服動(dòng)滑輪重力和滑輪與繩子間摩擦力所做的功,且動(dòng)滑輪的重力不變,則物重越大,摩擦力越大,克服摩擦力做功越多。,變大,物重,克服摩擦做功更多,增加提起的物重,減輕動(dòng)滑輪重(或加強(qiáng)轉(zhuǎn)動(dòng)部分的潤滑等),(5)若將此滑輪組換一種繞繩方法,不計(jì)摩擦及繩重,提升相同的物體時(shí),滑輪組的機(jī)械效率 (選填“變大”“變小”或“不變”)。 (6)小華同學(xué)發(fā)現(xiàn),實(shí)驗(yàn)過程中邊拉動(dòng)彈簧測力計(jì)邊讀數(shù)時(shí),彈簧測力計(jì)示數(shù)不穩(wěn)定,所以他決定令彈簧測力計(jì)靜止時(shí)讀數(shù), 再利用公式= 100%= 100%= 100%,通過測算重力、拉力和承擔(dān)動(dòng)滑

9、輪及物重的繩子段數(shù)得到機(jī)械效率。但小明認(rèn)為如果這樣,測量的結(jié)果將比滑輪組真實(shí)的機(jī)械效率,其原因是 。,,,解析 (5)滑輪組的機(jī)械效率與繞繩方法無關(guān)。 (6)小華的方式?jīng)]有考慮摩擦力,導(dǎo)致額外功減少,機(jī)械效率變高。,不變,高,沒有考慮摩擦力,導(dǎo)致額外功減少,1. 2018安徽4題2分 如圖11-8所示,當(dāng)工人師傅用400 N的拉力向下拉繩時(shí),可使重680 N的重物勻速上升,此過程中滑輪組的機(jī)械效率為。,,考點(diǎn)一滑輪及滑輪組機(jī)械效率的測量與計(jì)算,圖11-8,85%,2. 2010安徽5題2分 地震時(shí)有發(fā)生,于是人們開始重視加固維修房屋,常?？梢钥吹饺鐖D11-9所示的場景。假如該

10、工人通過滑輪把50 kg的水泥緩緩提升4 m到房頂上,所用拉力約300 N。該滑輪的機(jī)械效率約為。(g取10 N/kg,結(jié)果保留三位有效數(shù)字),,圖11-9,83.3%,3. 2014安徽14題3分 工人師傅使用一個(gè)動(dòng)滑輪將400 N的重物勻速提升到3 m高處,假如拉力的方向豎直向上,大小為250 N,不計(jì)繩重和摩擦,則() A.拉力所做的功為750 J B.該機(jī)械的效率為80% C.若用該動(dòng)滑輪提升更重的貨物,機(jī)械效率將保持不變 D.若采用輕質(zhì)動(dòng)滑輪完成原任務(wù),機(jī)械效率將保持不變,,,4. 2017安徽16題3分 如圖11-10所示,當(dāng)水平拉力F=50 N時(shí),恰好可以使物體A沿水平地面向右做

11、勻速直線運(yùn)動(dòng)。已知物體重為200 N,所受地面的摩擦力約為80 N,假如在5 s時(shí)間內(nèi),物體水平移動(dòng)了0.6 m,不計(jì)繩和滑輪的自重及繩與滑輪間的摩擦,則在此過程中() A.拉力F做功為30 J B.物體重力做功為120 J C.拉力F做功的功率為12 W D.該裝置的機(jī)械效率約為60%,,圖11-10,,5. 2013安徽19題8分 某實(shí)驗(yàn)小組進(jìn)行“測量滑輪組機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn),先用彈簧測力計(jì)測量鉤碼的重力G,如圖11-11甲所示;再按如圖乙所示的繞線方式組裝好滑輪組,并分別記下鉤碼和彈簧測力計(jì)的起始位置。 (1)圖甲中彈簧測力計(jì)的示數(shù)為N。,,圖11-11,解析 (1)題圖甲中彈簧測力計(jì)的量

12、程為05 N,其分度值為0.2 N,故彈簧測力計(jì)的示數(shù)為2 N。,2,(2)圖乙中,為了測量繩子自由端的拉力F,A同學(xué)認(rèn)為應(yīng)該在彈簧測力計(jì)靜止時(shí)讀數(shù),B同學(xué)認(rèn)為應(yīng)該在緩慢勻速提升物體時(shí)讀數(shù),正確的是(選填“A”或“B”)同學(xué)的方法。,,圖11-11,解析 (2)因?yàn)榛喗M的機(jī)械效率是指使用滑輪組提升物體時(shí)的效率,所以測量滑輪組的機(jī)械效率時(shí),不能在物體靜止時(shí)讀彈簧測力計(jì)的示數(shù),又因?yàn)樽鰟蛩僦本€運(yùn)動(dòng)的物體受力平衡,因此實(shí)驗(yàn)中必須勻速豎直向上拉彈簧測力計(jì),以保證物體勻速上升。,B,(3)按照正確的測量方法,測出的拉力F與鉤碼所受重力G的大小關(guān)系為F(選填“”“<”或“=”)G。,,,(4)實(shí)驗(yàn)中要分

13、別記下鉤碼和彈簧測力計(jì)的起始位置,是為了 。,測量鉤碼上升的高度h和彈簧測力計(jì)移動(dòng)的距離s,1. 2012安徽17題3分 如圖11-12所示,有一斜面長為L、高為h,現(xiàn)用力F沿斜面把重為G的物體從底端勻速拉到頂端。已知物體受到斜面的摩擦力為f,則下列關(guān)于斜面機(jī)械效率的表達(dá)式正確的是 () A.= 100% B.= 100% C.= 100% D.= 100%,,考點(diǎn)二斜面機(jī)械效率的計(jì)算,圖11-12,,2. 2015安徽8題2分 某同學(xué)利用斜面勻速提升重為500 N的物體,已知沿斜面的拉力做功為1000 J,斜面的機(jī)械

14、效率為60%,則物體被提升的高度為m。,,,1.2,2011安徽18題6分 小明用如圖11-13所示的裝置探究“杠桿的機(jī)械效率”,每個(gè)鉤碼的質(zhì)量為m,O為支點(diǎn)。 (1)他將2個(gè)鉤碼懸掛在B點(diǎn),在A點(diǎn)豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測力計(jì),拉力為F1,測得A、B兩點(diǎn)上升的高度分別為h1、h2,則此 次杠桿的機(jī)械效率為=。(用物理量的符號(hào)表示),,考點(diǎn)三杠桿機(jī)械效率的測量,圖11-13,,(2)他將2個(gè)鉤碼懸掛在C點(diǎn),在A點(diǎn)豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測力計(jì),使C點(diǎn)上升高度為h2,則彈簧測力計(jì)的示數(shù) (選填“大于”“等于”或“小于”)F1,此次彈簧測力計(jì)做的功(選填“大于”“等于”或“小于”)第一次做的功。,,,解析

15、 (2)鉤碼的懸掛點(diǎn)在B點(diǎn)時(shí),由杠桿的平衡條件得F1OA=GOB;懸掛點(diǎn)移至C點(diǎn)時(shí),由杠桿的平衡條件得F2OA=GOC。從圖中可以看出,OB比OC小,所以彈簧測力計(jì)的示數(shù)應(yīng)變大。有用功不變,但杠桿提升的高度減小,額外功減小,又因?yàn)榭偣Φ扔陬~外功與有用功之和,因此,此次彈簧測力計(jì)做的功小于第一次做的功。,大于,小于,(3)他將3個(gè)鉤碼懸掛在C點(diǎn),在A點(diǎn)豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測力計(jì),使C點(diǎn)上升高度仍為h2,則第3次杠桿的機(jī)械效率與前兩次相比(選填“最大”“最小”或“三次相等”)。,,,解析 (3)因?yàn)榈谝淮闻c第二次做的有用功相等,并且第二次的額外功小,因此第一次的機(jī)械效率小于第二次的機(jī)械效率;將3個(gè)鉤碼懸掛在C點(diǎn)時(shí),物體升高的高度不變,物重增加,由W有用=Gh2可得,有用功變大,但杠桿提升的高度與第二次相同,即額外功與第二次相同,因此第三次的機(jī)械效率大于第二次的機(jī)械效率。綜上所述,第三次的機(jī)械效率最大。,最大,