中考物理復(fù)習(xí) 第一部分 考點(diǎn)研究 第十講 簡單機(jī)械 第二節(jié) 機(jī)械效率課件.ppt

第一部分 考點(diǎn)研究 第十講 簡單機(jī)械 第二節(jié) 機(jī)械效率 考點(diǎn)梳理 機(jī)械 效率 機(jī)械 效率 三種功 斜面、滑輪的機(jī)械效率 機(jī)械效率 其他簡單機(jī)械 無論是否使用機(jī)械 ， 必須要做的功 ， 叫 _， 用 W有 表示 . 有用功 額外功 總功 使用機(jī)械時(shí)，并非我們需要又不得不做的功叫做 _, 用 W額 表示 . 有用功與額外功之和叫做 _,用 W總 表示 .W總 W有 +W額 機(jī)械 效率 定義：物理學(xué)中 ， 將 _跟 _的比值 叫做機(jī)械效率 ， 用符號(hào) _表示 . 計(jì)算公式： _. 使用任何機(jī)械都不可避免地要做額外功 ， 有用功 總是 _總功 ， 所以機(jī)械效率總是小 于 1.機(jī)械效率通 常用 _表示 . 有用功 總功 100%WW 有 Z 小于 百分比 機(jī)械效率的意義、提高機(jī)械效率的方法 機(jī)械效率的意義：充分地發(fā)揮機(jī)械設(shè)備的作用，節(jié)能減 排，提高經(jīng)濟(jì)效益 . 提高機(jī)械效率的方法：改進(jìn)結(jié)構(gòu)，使它更合理輕巧 .在使 用中按照技術(shù)規(guī)程經(jīng)常保養(yǎng)，使機(jī)械處于良好的狀態(tài) . 其他簡單機(jī)械：輪軸和斜面也屬于簡單機(jī)械 ， 并且都是 _力機(jī)械 ， 若使用輪軸或斜面能 _力 ， 則一定 要費(fèi)距離 . 省 省 斜面、滑輪的機(jī)械效率 物理量 簡單機(jī)械 有用功 總功 機(jī)械效率 物體上升高度 為 h時(shí)所做的 功 W有 Gh 拉力 F移動(dòng) s所 做的功 W 總 Fs(s=vt) 物體 G上升高 度為 h時(shí)所做 的功 W有 Gh 拉力 F移動(dòng) s所 做的功 W總 Fs (s vt), s=h 100% 100% Z W W Gh Fs 有 100% 100% 100% Z W W Gh Fs G F 有 物理量 簡單機(jī)械 有用功 總功 機(jī)械效率 物體 G上升高 度為 h時(shí)所做 的功 W有 Gh 拉力 F移動(dòng) s所 做的功 W總 Fs, s=nh(n 為 承載重物繩子 的段數(shù) ) 克服摩擦力所 做的功 W 有用 =fs物 拉力 F移動(dòng) s所 做 的 功 W 總 =Fs=Fns物 100% 100% 100% Z W W Gh Fs G nF 有 100% 100% 100% 100% Z W W fs Fs fs fn s f nF 有 物 物 物 重難點(diǎn)突破 滑輪組機(jī)械效率的計(jì)算 (重點(diǎn)、難點(diǎn) ) 例 1 (2016重慶 )某建筑工地用如圖所示的滑輪組提升重 物 ， 人對(duì)繩的拉力 F為 400 N， 能將 75 kg的物體以 0.1 m/s的速度勻速提升 ， 則拉力 F的功率為 W ， 此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率為 (不計(jì)繩重和摩擦 ). 120 62.5 【 解析 】 由題圖可知：承擔(dān)物重的繩子段數(shù) n=3,則自由 端移動(dòng)的速度 v拉 =nv物 3 0.1 m/s=0.3 m/s；拉力 F的功 率 P拉 Fv拉 400 N 0.3 m/s=120 W.物體的重力 G mg=75 kg 10 N/kg 750 N，此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率 . 100 %= 100 % 100 % 100 % 750 100 % 62. 5% 3 400 W Gh Gh G W F s F n h F n N N 有 總 例 2如圖所示 ， 小王用甲 、 乙兩個(gè)相同的滑輪組 (不計(jì) 繩重及摩擦 )， 分別將重力不同的兩個(gè)物體勻速提 高到相同高度 ， 其中 G1 G2， 則所用的拉力 F1 F2， 其機(jī)械效率 1 2(均選填 “ ” 、 “ ” 或 “ =”). 【 解析 】 由滑輪組的結(jié)構(gòu)知，甲、乙承擔(dān)物重的繩子 股數(shù)分別為 n1 2， n2 3;因摩擦不計(jì)，則所用的拉力 F1= (G1+G動(dòng) )， F2= (G2+G動(dòng) )，因?yàn)?G1 G2,所以 F1 F2, 物體勻速提高到相同高度，根據(jù) W有用 Gh可知： W有用 1 W有用 2,因?yàn)榛喗M相同（摩擦不計(jì)），即滑輪組做的額 外功相同，由 ,可知 1 2. = % = %+100 100WWW W W 有 用 有 用 總 總 額 1 2 1 3 變式 若考慮實(shí)際情況 (計(jì)繩重和摩擦 )， 以乙滑輪組為例 ， 此時(shí)所用拉力 F2 F2， 機(jī)械效率 2 2.(均選填 “ ” 、 “ ” 或 “ ” ) F2 ； ， 因?yàn)橐朔K重和 摩擦做功，則 W額 ，所以 2<2 . % = %+2 100 100WWW W W 有 用 有 用 總 總有 用 % = %+2 100 100WWW W W 有 用 有 用 總 額有 用 W額 1 3 1 3 實(shí)驗(yàn)突破 實(shí)驗(yàn) 測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率 (2013.19、 2009.19) 命題點(diǎn)： 1. 測(cè)量器材 (彈簧測(cè)力計(jì)和刻度尺 ) 2. 彈簧測(cè)力計(jì)的使用及讀數(shù) 2013.19(1) 3. 彈簧測(cè)力計(jì)拉動(dòng)方式 (勻速豎直向上運(yùn)動(dòng)，保證拉力 等于彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù) ) 2013.19(2)、 2009.19(1) 4. 滑輪組繞線 2013.19(4) 5. 實(shí)驗(yàn)中分別記下鉤碼和彈簧測(cè)力計(jì)始末位置的目的 (測(cè)量鉤碼和彈簧測(cè)力計(jì)移動(dòng)的距離 ) 測(cè)量滑輪組 的機(jī)械效率 6.繩子自由端移動(dòng)的距離和物體上升高度的關(guān)系 (動(dòng)滑 輪上有幾段繩子，繩子自由端移動(dòng)的距離就是物體 上升高度的幾倍 ) 7. 滑輪組機(jī)械效率的影響因素 (滑輪組的機(jī)械效率與繩 子重、滑輪自身重、摩擦力的大小以及所吊貨物自 身的重力有關(guān) ) 8.提高機(jī)械效率的方法 ( 用同一滑輪組，吊起數(shù)量不 同的相同鉤碼，數(shù)量越多，滑輪組的機(jī)械效率越高； 鉤碼的重量相同，用重力或數(shù)量不同的動(dòng)滑輪將 鉤碼吊起，動(dòng)滑輪越輕，滑輪組的機(jī)械效率越高 ) 2009.19(2) 9.控制變量法的應(yīng)用 (1)用同一滑輪組吊起數(shù)量不同的相同鉤碼，探究滑輪 組的機(jī)械效率與物體重量的關(guān)系； (2)使用重力或數(shù)量不同的動(dòng)滑輪吊起重量相同的鉤碼， 探究滑輪組的機(jī)械效率與動(dòng)滑輪重力的關(guān)系 10. 在該實(shí)驗(yàn)中，克服物體自身重力所做的功為有用功 (W有 =Gh) 11. 在該實(shí)驗(yàn)中，繩子自由端拉力做的功是總功 (W總 =Fs) 2013.19(3) 12. 實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充及分析、機(jī)械效率的計(jì)算 例 (2014雅安 )某實(shí)驗(yàn)小組在測(cè)滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn) 中得到的數(shù)據(jù)如下表所示 ， 實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示 . 實(shí)驗(yàn)次數(shù) 物理量 1 2 3 鉤碼重 G/N 4 4 6 鉤碼上升高度 h/m 0.1 0.1 0.1 繩端拉力 F/N 1.8 1.6 2.4 繩端移動(dòng)距離 s/m 0.3 0.4 機(jī)械效率 74.1% 62.5% (1)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)沿豎直方向 拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì) ， 使 鉤碼上升 . (2)通過表中數(shù)據(jù)可分析出第 2次實(shí)驗(yàn)是用 ( 選填 “ 甲 ” 或 “ 乙 ” )圖所示裝置做的實(shí)驗(yàn) . 勻速 乙 (3)通過第 1次實(shí)驗(yàn)和第 2次實(shí)驗(yàn)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(shí) ， 動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù) 越多 (動(dòng)滑輪的質(zhì)量越大 )， 滑輪組的機(jī)械效率 (選填 “ 越高 ” 、 “ 不變 ” 或 “ 越低 ” ). (4)小組同學(xué)再用第 1次實(shí)驗(yàn)中使用的裝置做第 3次實(shí)驗(yàn) ， 表中第 3次實(shí)驗(yàn)中空缺的數(shù)據(jù)應(yīng)為：繩端移動(dòng)距離 s= m， 機(jī)械效率 = %. (5)比較第 1次實(shí)驗(yàn)和第 3次實(shí)驗(yàn)可得出結(jié)論：使用同一 滑輪組 ， . 越低 0.3 83.3 提升的重物越重，滑輪組的機(jī)械效率越高 【 解析 】 (1)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該沿豎直方向勻速向上拉動(dòng)彈簧 測(cè)力計(jì)使物體向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)； (2)圖甲的滑輪組 有 3股繩子承重，繩子自由端通過的距離是鉤碼上升高 度的 3倍；圖乙的滑輪組有 4股繩子承重，繩子自由端通 過的距離是鉤碼上升高度的 4倍 .分析表中數(shù)據(jù)可知，第 2次實(shí)驗(yàn)繩端移動(dòng)的距離正好是鉤碼上升高度的 倍， 所以第 2次實(shí)驗(yàn)使用的是乙圖的裝置； (3)由表中數(shù)據(jù)可 知，第 1次實(shí)驗(yàn)時(shí)繩端移動(dòng)的距離正好是鉤碼上升高度 的 倍，所以它使用的是甲滑輪組，而第 2次實(shí)驗(yàn) 使用的是乙滑輪組 .顯然，甲 滑輪組動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù) 0.4 m 4 0.1 m 0.3 m 3 0.1 m 少，動(dòng)滑輪質(zhì)量小，重力小，而兩次實(shí)驗(yàn)鉤碼重、物體 上升高度等都不變，所以探究的是機(jī)械效率與動(dòng)滑輪個(gè) 數(shù)（質(zhì)量）的關(guān)系 .實(shí)驗(yàn)中，第 1次實(shí)驗(yàn)使用的甲滑輪組 動(dòng)滑輪個(gè)數(shù)少（質(zhì)量小），其機(jī)械效率較大，所以通過 這兩組實(shí)驗(yàn)可得：使用不同的滑輪組提升相同的重物時(shí)， 動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)越多（動(dòng)滑輪的質(zhì)量越大），滑輪組的機(jī) 械效率越低； (4)第 3次實(shí)驗(yàn)使用甲滑輪組做實(shí)驗(yàn)時(shí)，繩 端通過的距離是鉤碼上升高度的 3倍，所以繩端移動(dòng)距 離 s=3h=3 0.1 m=0.3 m，有用功是 W有用 =Gh=6 N 0.1 m=0.6 J,總功是 W總 =Fs=2.4 N 0.3 m=0.72 J， 所以機(jī)械效率 ； (5)第 3次 實(shí)驗(yàn)和第 1次實(shí)驗(yàn)使用的滑輪組相同，動(dòng)滑輪的重力相 同，鉤碼的重力不同，所以探究的是機(jī)械效率與提升的 重物的重力的關(guān)系 .而實(shí)驗(yàn)中，第 1次的物重輕、機(jī)械效 率低，第 3次的物重重，機(jī)械效率也高，故可得出結(jié)論： 使用同一滑輪組，提升的重物越重，滑輪組的機(jī)械效率 越高 . = 100 % = 0.6 100 % 83.3 %0.72 JW JW 有 用 總 (1)滑輪組的機(jī)械效率除了與物重及動(dòng)滑輪的重力有關(guān) 外，還與 等有關(guān) . (2)隨著物重的增大額外功 (選填“減小”、“增 大”或“不變” )，原因是 . (3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)論，要提高同一滑輪組機(jī)械效率，可以 采取的措施有 . 繩重 (或摩擦 ) 增大 克服摩擦力做功增多 增加提起的物重，減輕動(dòng)滑輪重量 溫馨提示：精練版 專項(xiàng)突破 3 專項(xiàng)突破 4