第十講機(jī)械效率知識(shí)點(diǎn)一：三種功1．有用功：人們需要做的功。用________表示。2．額外功（又叫_________）：在工作時(shí)，額外負(fù)擔(dān)又不得不做的功。用________表示。3．總功：_____________與_____________之和。注意：滑輪或滑輪組中三種功的確認(rèn)技巧：=1\*alphabetica．有用功是動(dòng)滑輪對物體做的功。提起物體時(shí)，W有=________；水平勻速拉動(dòng)物體時(shí)W有=________。=2\*alphabeticb．額外功是克服動(dòng)滑輪的重力及克服摩擦做的功。不計(jì)摩擦?xí)r，W額=_____________。=3\*alphabeticc．總功就是作用在繩子末端的拉力所做的功，W總=_________。豎直方向，若不計(jì)繩重和摩擦，則W總=________=________。知識(shí)點(diǎn)二：機(jī)械效率1．定義：_____________與_____________之比。2．符號(hào)：______。3．計(jì)算公式：____________________；注意：①機(jī)械效率是相同物理量之比，因此沒有單位。=2\*GB3②由于機(jī)械本身都受到重力作用，機(jī)件間又存在摩擦，所以不可避免地要做額外功，因此有用功總小于總功，機(jī)械效率總小于1。=3\*GB3③機(jī)械效率是反映機(jī)械性能的物理量，機(jī)械效率的高低由有用功和總功共同決定，既跟被拉動(dòng)的物體有關(guān)，也和機(jī)械本身結(jié)構(gòu)有關(guān)，與功率的大小和做功的多少無關(guān)。4．怎樣提高機(jī)械效率？有用功一定時(shí)，可減小___________。如減輕___________、減小___________等。無用功一定時(shí)，可增大___________。如增大__________________的重力。知識(shí)點(diǎn)三：滑輪組中的機(jī)械效率1．豎直方向的機(jī)械效率（1）沿豎直方向提升空氣中物體的滑輪組有用功：_____________總用功：_____________額外功：_____________（不計(jì)摩擦）機(jī)械效率：_____________在不考慮摩擦和繩重時(shí)：（2）沿豎直方向提升水中的物體（不計(jì)水的阻力）的滑輪組2．水平方向的機(jī)械效率有用功：_____________總用功：_____________機(jī)械效率：_____________=_____________3．斜面的機(jī)械效率有用功：_____________總用功：_____________額外功：_____________機(jī)械效率：_____________=_____________理想斜面中，若不計(jì)摩擦力，W額=0J，η=________；則W有=W總，即_____________考點(diǎn)一：三種功和機(jī)械效率例1．小紅用鐵桶從井中打水；小軍把不小心掉進(jìn)井中的鐵桶打撈上來。在這兩個(gè)情形中水桶中都有水。那么下列分析中正確的是（）A．兩個(gè)情形中，兩人對水做的功都是有用功B．兩個(gè)情形中，兩人對水做的功都是總功C．兩個(gè)情形中，兩人對水做的功都是額外功D．小紅對水做的是有用功，小軍對水做的是額外功例2．小明同學(xué)的體重為500N，他用重為10N的水桶提著重100N的水登上5m高的教室使用，在這一過程中，他做的有用功和額外功分別是（）A．500J50JB．500J2550JC．550J2500JD．3000J50J例3．兩臺(tái)機(jī)械的總功之比為2：1，它們的機(jī)械效率之比為3：4，則它們所做的有用功之比為（）A．2：1B．3：2C．4：1D．3：4例4．施工工地上一個(gè)滑輪組經(jīng)過改進(jìn)后提高了機(jī)械效率，用它把同一物體提升到相同的高度，改進(jìn)后和改進(jìn)前相比較（）A．總功不變，有用功增加了B．總功不變，額外功減少了C．有用功減少了D．有用功不變，總功減少了【變式題】使用滑輪組提升重物時(shí)（不計(jì)繩重和摩擦），能提高機(jī)械效率的是（） A．減小提升重物的高度B．減小被提升物的質(zhì)量 C．減小定滑輪的重力D．減小動(dòng)滑輪的重力考點(diǎn)二：豎直方向的機(jī)械效率例5．如圖甲是工人師傅在對大樓的外墻進(jìn)行施工的場景，其物理原理如圖乙所示。已知吊籃的質(zhì)量是35kg，繩子自由端受到的拉力F的大小是800N，工人和工具的總重是2000N，吊籃在10s內(nèi)上升了2m，不計(jì)繩重和摩擦，g取10N/kg。下列說法正確的是（）A．繩子自由端運(yùn)動(dòng)的速度是 B．拉力F做的功是4800J C．滑輪組的機(jī)械效率是83% D．額外功的功率是70W【變式一】工人師傅用如圖所示的滑輪組，將重為800N的重物緩慢勻速豎直提升3m，人對繩的拉力F為500N，不計(jì)繩重和摩擦，則（）A．繩子自由端移動(dòng)的距離為9mB．動(dòng)滑輪的重力為100NC．人通過滑輪組做的有用功為1500JD．滑輪組的機(jī)械效率為80%【變式二】如圖所示，用200N的力F將一重為90N的物體A提升到離地面5m的高處。下列說法正確的是（） A．拉力F做的功是1000J B．拉力F做的功是900J C．這個(gè)滑輪的機(jī)械效率是22.5% D．這個(gè)滑輪的機(jī)械效率是90%例6．用相同的滑輪和繩子分別組成如圖所示的甲、乙兩個(gè)滑輪組，在相同的時(shí)間內(nèi)把相同的重物勻速提升相同的高度。不計(jì)繩重及摩擦，下列說法正確的是（） A．繩子受的拉力F1和F2大小相等，滑輪組的機(jī)械效率相同 B．繩子受的拉力F1和F2大小不相等，滑輪組的機(jī)械效率不同 C．繩子自由端移動(dòng)的距離不相等，拉力對滑輪組所做的功相等 D．繩子自由端移動(dòng)的距離不相等，拉力對滑輪組做功的功率不相等【變式題】如圖所示，甲、乙兩個(gè)滑輪組中的每個(gè)滑輪質(zhì)量均相同，用它們分別將重G1、G2的物體提高相同的高度，若不考慮繩重及摩擦，則（） A．若G1=G2，則拉力做的額外功相同 B．若G1=G2，則拉力做的總功相同 C．若G1=G2，則甲的機(jī)械效率大于乙的機(jī)械效率 D．用甲、乙中的任何一個(gè)滑輪組提起不同的重物，機(jī)械效率不變例7．在探究影響滑輪組機(jī)械效率的因素時(shí)，小明提出了如下猜想：猜想一：滑輪組機(jī)械效率與被提升物體所受的重力有關(guān)猜想二：滑輪組機(jī)械效率與動(dòng)滑輪所受的重力有關(guān)為了驗(yàn)證猜想，準(zhǔn)備的器材如下：兩個(gè)相同的滑輪、一根細(xì)繩、鉤碼若干、刻度尺和彈簧測力計(jì)。小明把兩個(gè)滑輪分別作為定滑輪和動(dòng)滑輪組裝成滑輪組，用該滑輪組提升不同數(shù)量的鉤碼進(jìn)行了三次實(shí)驗(yàn)，數(shù)據(jù)如表所示：實(shí)驗(yàn)次數(shù)鉤碼所受的重力G/Ν提升高度h/m拉力F/Ν繩端移動(dòng)的距離s/m機(jī)械效率η166.7%274.1%3請你解答如下問題：（1）表中第3次實(shí)驗(yàn)時(shí)滑輪組的機(jī)械效率為；根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖中畫出該滑輪組的繞線方式；（2）分析表中數(shù)據(jù)可知：用同一滑輪組提升不同的物體，物體越重，滑輪組的機(jī)械效率（選填“越高”“越低”或“不變”）；（3）為了驗(yàn)證猜想二，還需增加的實(shí)驗(yàn)器材是。（4）如果將重為3N的鉤碼掛在同一滑輪組下，根據(jù)題中已有的信息可以判斷出這時(shí)滑輪組的機(jī)械效率應(yīng)在_____________范圍內(nèi)。例8．建筑工地上，某施工人員利用如圖所示的滑輪組勻速提升重物。若不計(jì)摩擦和繩重，利用這個(gè)滑輪勻速提升重為1200N的物體時(shí)，所用的拉力是500N，求：（1）此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率是多少？（2）若此時(shí)拉力做功的功率是75W，重物在1min內(nèi)勻速上升的高度是多少？（3）當(dāng)用這個(gè)滑輪組勻速提升重為1800N的物體時(shí)，拉力是多少？例9．如圖所示，小型牽引車通過滑輪組勻速打撈起深井中的物體，已知物體重1.2×103N，密度為1.6×103kg/m3。測得物體在出水面后牽引車作用在繩子上的拉力為500牛，若不計(jì)摩擦、繩重及水的阻力，g取10N/kg，問：（1）物體浸沒水中時(shí)所受的浮力多大？（2）動(dòng)滑輪所受的重力多大？（3）物體露出水面前滑輪組機(jī)械效率多大？（4）物體出水面后上升的速度是，牽引車?yán)Φ墓β识啻?？考點(diǎn)三：水平方向的機(jī)械效率例10．用如圖所示的滑輪組拉動(dòng)地面上重1000N的物體，使物體在4s內(nèi)勻速前進(jìn)了4m，物體受到地面的摩擦力f＝300N，所用拉力F＝120N，忽略繩重、滑輪重。下列說法中正確的是（） A．繩子自由端在4s內(nèi)移動(dòng)了8m B．物體重力做功的功率為1000W C．物體克服摩擦力做的功為480J D．滑輪組的機(jī)械效率約為83.3%【變式一】如圖所示，用20N的水平拉力F拉繩子的一端，使重400N的物體A以的速度向左勻速運(yùn)動(dòng)了10s，已知滑輪組的機(jī)械效率為80%（不計(jì)滑輪自重），則此過程中（）A．繩子自由端移動(dòng)的距離為2m B．物體A受到的摩擦力為60N C．拉力F的功率為2W D．拉力F所做的有用功為48J【變式二】如圖所示，物體A在水平力F作用下以的速度在水平面上做直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，彈簧測力計(jì)示數(shù)為3N，不計(jì)繩子與滑輪間的摩擦，物體A受地面的摩擦力是4N，則下列說法正確的是（）A．拉力F的大小是2NB．5s內(nèi)拉力F做的功是3J C．拉力F的功率是 D．滑輪的機(jī)械效率為50%例11．一輛重為的的汽車不慎陷入泥坑，司機(jī)用圖所示的滑輪組將汽車拖出，已知整個(gè)過程中，水平拉力是，汽車10s內(nèi)沿水平方向勻速移動(dòng)了4m，滑輪組的機(jī)械效率為80%，求：（1）拉力做的總功；（2）拉力做功的功率；（3）滑輪組做的有用功?？键c(diǎn)四：斜面的機(jī)械效率例12．如圖所示，小華同學(xué)用繩子沿斜面將重為400N的木箱由斜面底墻勻速拉到頂端，拉力大小為250N，已知斜面傾角為，斜面高為2m，繩重不計(jì)。以下說法中正確的是（）A．木箱在斜面上受重力、拉力、摩擦力三個(gè)力的作用 B．小華對木箱做的有用功是1000J C．物體受到的摩擦力大小為50N D．此斜面的機(jī)械效率為【變式一】如圖所示，將重G=600N的貨物勻速地從斜面底端推到頂端的車廂，已知斜面長L=6m，斜面高h(yuǎn)，斜面的機(jī)械效率。下列敘述中正確的是（）A．小孫推動(dòng)貨物所用推力大小為150N B．貨物受到斜面的摩擦力大小為100N C．若增大推行速度，則貨物受到的摩擦力將變大 D．若h不變、減小L，則斜面的機(jī)械效率將減小【變式二】如圖所示，重的物體在的水平拉力F的作用下，以的速度沿水平地面向左勻速直線運(yùn)動(dòng)了，不計(jì)滑輪重、繩重，物體受到的摩擦力是物重的倍，下列說法不正確的是（） A．繩子自由端移動(dòng)的距離為 B．拉力F做功 C．克服地面間摩擦力做功的功率為 D．該滑輪組的機(jī)械效率為66.7%例13．如圖，一卡車車廂底板據(jù)地面高，小明把一塊3m長的鋼板AB搭在車廂底板上，構(gòu)成一個(gè)斜面，他通過這個(gè)斜面，用F＝600N的力，在20s內(nèi)把一個(gè)大木箱由B處推到A處，已知木箱重1000N。求：（1）小明推木箱做了多少有用功？（2）這個(gè)過程中，小明推木箱的功率。（3）該斜面的機(jī)械效率。（4）木箱受到的摩擦力。例14．在穗港碼頭，小華看到工人利用斜面把貨物推到車上，聯(lián)想到上物理課時(shí)老師講過的知識(shí)，小華想探究斜面的機(jī)械效率可能與哪些因素有關(guān)？小華提出了以下的猜想：A．斜面的機(jī)械效率可能與放在斜面上的物體的重力有關(guān)。B．斜面的機(jī)械效率可能與斜面的傾斜程度有關(guān)。華同學(xué)為了證實(shí)自己的猜想是否正確，于是他用同一塊木板組成如圖所示的裝置進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)探究，并記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：實(shí)驗(yàn)次數(shù)斜面傾角θ物塊重力G/N斜面高度h/m沿斜面拉力F/N斜面長s/m有用功W有/J總功W總/J斜面的機(jī)械效率η130°230°60%345°71%（1）在實(shí)驗(yàn)操作過程中，應(yīng)沿斜面向上_________拉動(dòng)木塊；（2）根據(jù)表格中數(shù)據(jù)可以算出，第1次實(shí)驗(yàn)斜面的機(jī)械效率為_____；第2次實(shí)驗(yàn)中總功為_____J；（3）實(shí)驗(yàn)時(shí)要使木板的傾斜角變大，應(yīng)該把木板下面的木塊向_____移動(dòng)（選填“左”或“右”），分析表中的數(shù)據(jù)可得出：斜面越緩越_____力（選填“省”或“費(fèi)”）；（4）要驗(yàn)證小華的猜想A，必須對比第_____（填序號(hào)）組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并得出結(jié)論：斜面的機(jī)械效率與放在斜面上的物體的重力_____關(guān)（選填“有”或“無”）；（5）要驗(yàn)證小華的猜想B，必須對比第_______（填序號(hào)）組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并得出結(jié)論：其他條件相同時(shí)，斜面傾斜角θ越_____，斜面越省力，斜面的機(jī)械效率越_____；（6）該小組又進(jìn)行了第4次實(shí)驗(yàn)，他們在斜面上鋪上棉布，使斜面變粗糙，保持斜面高和長分別是和1m，用彈簧測力計(jì)拉動(dòng)同一物塊沿斜面向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，讀出此時(shí)彈簧測力計(jì)的示數(shù)為4N，他們測得這種情況下斜面的機(jī)械效率為________；（7）分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果可得出：斜面的機(jī)械效率與斜面的傾斜程度和_________有關(guān)?！净A(chǔ)練習(xí)】1．下列關(guān)于功、功率、機(jī)械效率的說法中正確的是（） A．機(jī)械效率越高，機(jī)械做功一定越快B．越省力的機(jī)械，其機(jī)械效率一定越高 C．做功越慢的機(jī)械，功率一定越小D．功率不同的機(jī)器，做的功一定不相等2．如圖所示，利用動(dòng)滑輪（不計(jì)繩重和摩擦）將重力G為12N的物體以的速度提升，拉力F為8N，小華對此工作過程及裝置作出了以下結(jié)論：①物體勻速上升過程中，它的機(jī)械能增大②動(dòng)滑輪的重力是2N③動(dòng)滑輪的機(jī)械效率是75%④拉力F的有用功率是關(guān)于小華的以上結(jié)論（） A．只有①③④正確 B．只有③④正確 C．只有①④正確 D．只有②④正確3．如圖，用同一滑輪組在相同時(shí)間內(nèi)分別使物體A、B以相同速度勻速上升，發(fā)現(xiàn)提升A比提升B時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率更大。若不計(jì)繩重和摩擦，以下四個(gè)判斷中，正確的是（）①物體A與物體B的重力更小②提升A比提升B時(shí)的有用功更大③提升A比提升B時(shí)的額外功更?、芴嵘鼳比提升B時(shí)，人做功的功率更大 A．①② B．①③ C．②③ D．②④4．如圖甲所示的裝置是用來探究滑輪組的機(jī)械效率η與物重G物的關(guān)系，改變G物，豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測力計(jì)，計(jì)算并繪出η與G物的關(guān)系圖像，如圖乙所示，若不計(jì)繩重和摩擦，正確的是（）①此滑輪組動(dòng)滑輪的重力為3N；②當(dāng)時(shí)，滑輪組機(jī)械效率；③當(dāng)時(shí)，彈簧測力計(jì)的示數(shù)為6N；④此滑輪組機(jī)械效率η隨G物的增大而增大，最終將達(dá)到100%。 A．只有①③ B．只有②④ C．只有②③ D．只有①②5．如圖所示的斜面長s為8m，高h(yuǎn)為1m，工人用繩子在6s內(nèi)將重500N的物體從其底端沿斜面向上勻速拉到頂端，拉力是150N（忽略繩子的重力）。則下列說法正確的是（）A．斜面的坡度越小，斜面的機(jī)械效率越大 B．勻速拉動(dòng)時(shí)，木塊要克服摩擦力做有用功 C．物體運(yùn)動(dòng)時(shí)所受摩擦力是 D．斜面的機(jī)械效率是80%6．測量如圖所示滑輪組的機(jī)械效率，部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表。實(shí)驗(yàn)次數(shù)鉤碼重力G/N鉤碼上升高度h/cm拉力F/N繩端移動(dòng)距離s/cm機(jī)械效率η151555.6%2515351566.7%4103066.7%（1）實(shí)驗(yàn)過程中，應(yīng)緩慢拉動(dòng)彈簧測力計(jì)，使鉤碼豎直向上做運(yùn)動(dòng)。第1次實(shí)驗(yàn)時(shí)，彈簧測力計(jì)示數(shù)如圖所示，為N。（2）第2次實(shí)驗(yàn)時(shí)所做的有用功為J，滑輪組的機(jī)械效率是。（3）分析1、2、3次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)可知，使用同一滑輪組提升重物時(shí)，重物重力越（選填“大”或“小”），滑輪組的機(jī)械效率越高；分析3、4次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)可知，滑輪組的機(jī)械效率與鉤碼上升的高度（選填“有關(guān)“或“無關(guān)”）。（4）結(jié)合生產(chǎn)生活實(shí)際，用滑輪組提升重物時(shí)，下列選項(xiàng)中也可提高機(jī)械效率的是。A．增大繩重B．減輕動(dòng)滑輪重C．加快物體提升的速度7．某?？萍夹〗M，設(shè)計(jì)了如圖所示的一套從水中打撈物體的簡單滑輪組裝置，動(dòng)滑輪的重力為50N，物體A的密度為1.5×103kg/m3，體積為3；通過滑輪組把A從水中勻速提升（A始終未露出水面），不計(jì)繩重、摩擦及水的阻力，ρ水=1×103kg/m3，g=10N/kg。求：（1）A浸沒在水中所受浮力；（2）A露出水面前，滑輪組的機(jī)械效率；（3）若人的重力為625N，與水平地面的接觸面積為500cm2，人對地面的壓強(qiáng)?！菊n后習(xí)題】1．如圖所示