《新人教版八年级物理下册12.3机械效率知识点突破与课时作业含解析》由会员分享，可在线阅读，更多相关《新人教版八年级物理下册12.3机械效率知识点突破与课时作业含解析（10页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第第 3 3 节节 机械效率机械效率 一、学习目标 1.知道什么是有用功、额外功和总功。 2.知道什么叫机械效率，知道计算公式。知道械效率总小于 1。 3.知道提高机械效率的意义和主要方法。 学习重点是知道什么叫机械效率，知道计算公式。 学习难点是对什么是有用功、额外功和总功概念的理解。求解机械效率问题。 二、知识点解读 知识点一：有用功和额外功 1.有用功：使用机械时，对人们有用的功叫有用功。也就是人们不用机械而直接用手时必须做的 功。在提升物体时，W有用= Gh 2.额外功：使用机械时，对人们没有用但不得不做的功叫额外功。 3.额外功的主要来源：提升物体时，克服机械自重、容器重、绳重等所做
2、的功。克服机械的 摩擦所做的功。 4.人们在使用机械做功的过程中实际所做的功叫总功，它等于有用功和额外功的之和。即：W总= W有用 + W额 5.若人对机械的动力为 F，则：W总= FS 知识点二：机械效率 （1）定义： 叫机械效率。 （2）公式：= 。 三、深化理解知识点的例题及其解析 【例题 1】如图所示，物体在沿斜面向上拉力的作用下，从倾角为 30的斜面底端匀速拉到斜面 的顶端，已知物体所受重力为 G，斜面的机械效率为 75%，若物体受到的拉力和摩擦力分别用 F 和 f 表示，则（ ） AF=G f=G BF=G f=G CF=G f=G DF=G f=G 答案:B 【例题 2】如图所示
3、，重 400N 的物体在 30N 的水平拉力 F 的作用下，以 0.1m/s 的速度沿水平地 面向左匀速直线运动了 10s，滑轮组的机械效率为 80%，则在此过程中，下列说法正确的是（ ） A绳子自由端移动的距离为 3m B有用功为 400J C拉力 F 的功率为 9W D物体与地面间的滑动摩擦力 为 72N 答案：ACD 解析:A、由图知，n=3，则绳子自由端移动的距离：s绳=3s物=3v物t=30.1m/s10s=3m，故 A 正 确；B、拉力做功为：W总=Fs绳=30N3m=90J，有用功：W有=W总=80%90J=72J，故 B 错误； C、拉力做功的功率：P=9W，故 C 正确；D、
4、有用功 W有=fs物，拉力做的总功 W总=Fs绳， 由 =得，物体与地面间的滑动摩擦力：f=3F=80%330N=72N， 故 D 正确。 四、本节课的课时作业（含答案与解析） 第 3 节 机械效率课外同步课时作业 一、选择题 1下列关于简单机械在实际应用中的说法正确的是（ ） A指甲剪是省力省功的机械 B定滑轮不省力，但能改变力的方向 C滑轮组既省力，又省距离，还省功 D斜面的机械效率可以达到 100% 2如图所示的滑轮组中，动滑轮重 1N，小强用 6N 的拉力 F 通过该滑轮组匀速拉起重 10N 的物体， 物体沿竖直方向上升 0.4m此过程中，额外功和机械效率分别是（ ） A0.4J 83
5、.3% B0.8J 91.7% C0.8J 83.3% D0.4J 91.7% 3.如图所示，用完全相同的四个滑轮和两根相同的细绳组成甲、乙两个滑轮组，在各自的自由端 施加大小分别为 F1和 F2的拉力，将相同的重物缓慢提升相同的高度（不计绳重和一切摩擦） 下 列说法正确的是（ ） A拉力 F1小于拉力 F2 B甲、乙两滑轮组的机械效率相同 C甲、乙两滑轮组中的动滑轮都是费力机械 D甲、乙两滑轮 组中绳子自由端移动的距离相等 4.建筑工人用如图所示的滑轮组，在 4s 内将重为 1500N 的物体沿水平方向匀速移动 2m 的过程中， 所用的拉力大小为 375N，物体受到水平地面的摩擦力为物重的
6、0.4 倍在此过程中下列说法正确 的是（ ） A绳子自由端沿水平方向移动了 6 m B物体受到的拉力为 750N C拉力 F 的功率为 750W D滑轮组的机械效率为 80% 5.在斜面上将一个质量为 5kg 的物体匀速拉到高处，如图沿斜面向上的拉力为 40N，斜面长 2m、 高 1m把重物直接提升 h 所做的功作有用功（g 取 10N/kg） 说法正确的是（ ） A物体只受重力、拉力和摩擦力三个力的作用 B做的有用功是 500J C此斜面的机械效率为 62.5% D物体受到的摩擦力大小为 10N 二、填空题 1.如图所示，已知物体 A 和动滑轮的总重为 200N，当物体 A 匀速上升高度为
7、1m 时，绳子移动的 距离为 m，人对绳子的拉力为 N，拉力所做的功为 J， （绳子与滑轮的摩擦力、空气 阻力忽略不计） 2.往车上装重物时，常常用长木板搭个斜面，把重物沿斜面推上去，如图所示，工人用 3m 长的斜 面，把 120kg 的重物提高 1m，假设斜面很光滑，则需要施加的推力为 ，若实际用力为 500N， 斜 面的机械效率为 ，重物受到的摩擦力为 （g 取 10N/kg） 3.如图，在斜面上将一个重 5N 的物体匀速拉到顶端。沿斜面向上的拉力为 2N，斜面长 4m，高 1m。则拉力做的有用功为 J，斜面的机械效率为 。 三、综合题 1.如图所示（滑轮组的绕绳未画出） ，人以 600N
8、 的力向下拉动绕在滑轮组的绳子一端 10 秒，使绳 端向下移动了 1.5m，重物匀速上升了 0.5m，已知滑轮组的机械效率为 70%（g10N/kg） 。 （1）按题意画出滑轮组的绕绳。 （2）人所做功的功率多大？ （3）被吊起的重物质量多大？ 四、实验探究题 1.在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，某实验小组用如图所示的同一滑轮组提升不同 钩码的方法，分别做了甲、乙、丙 3 组实验，实验数据记录如下 （1）在实验操作中应该使钩码 （选填“快速”或“缓慢” ）上升； （2）进行第 2 次测量时滑轮组的机械效率约为 （保留三位有效数字） ； （3）进行第 3 次测量时，弹簧测力计示数为 N
9、，滑轮组做的有用功是 J； （4）分析实验数据，实验小组得出的实验结论是：滑轮组的机械效率与 有关 五、计算题 1.如图所示，已知斜面长 5m，高 3m，绳端拉力为 50N。利用这个滑轮装置将重为 100N 的物体在 5s 内从斜面的底端匀速拉到顶端。在此过程中： （1）物体沿斜面向上运动的速度为多少？（2）绳端移动的距离是多少？ （3）拉力的功和功率各是多少？（4）拉力的机械效率是多少？ 2利用如图所示的滑轮组，用 F=1000N 的力 拉绳子自由端，货物 A 以 0.1 m/s 的速度匀速直线 运动 l0s，整个过程中，滑轮组的机械效率为 75%求： （1）货物 A 在 10 s 内移动的
10、距离： （2）这个过程中拉力 F 的功率： （3）水平地面对货物 A 的摩擦力大小 第 3 节 机械效率课外同步课时作业答案与解析 一、选择题 1.答案：B A指甲剪由三条杠杆组成，其中既有省力杠杆也有费力杠杆，但其最终可以达到省力的目的，所 以为省力机械，但使用任何机械都不省功，故 A 错误； B定滑轮的实质是等臂杠杆，不省力也不费力，但可以改变力的方向，故 B 正确； C滑轮组可以省力，但费距离，且不可能省功，故 C 错误； D使用任何机械都要做额外功，所以机械效率不可能达到 100%，故 D 错误 2.答案：C （1）由图知，n=2，拉力端移动距离 s=2h=20.4m=0.8m， W总
11、=Fs=6N0.8=4.8J， W有用=Gh=10N0.4m=4J， W额=W总W有用=4.8J4J=0.8J， （2）滑轮组的机械效率： =100%=100%83.3% 3.答案：B 解析：由滑轮组的结构知道承担物重的绳子股数 n，则绳子自由端移动的距离 s=nh；把相同的重 物匀速提升相同的高度，做的有用功相同；不计绳重及摩擦，利用相同的滑轮和绳子、提升相同 的高度，做额外功相同；而总功等于有用功加上额外功，可知利用滑轮组做的总功相同，再根据 效率公式判断滑轮组机械效率的大小关系 A不计绳重及摩擦，因为拉力 F=（G物+G动） ，n1=2，n2=3， 所以绳端的拉力：F1=（G物+G动）
12、，F2=（G物+G动） ，所以 F1F2，故 A 错误； B因为动滑轮重相同，提升的物体重和高度相同，W额=G动h，W有用=G物h，所以利用滑轮组做的 有用功相同、额外功相同，则总功相同；因为 =，所以两滑轮组的机械效率相同，故 B 正 确； C使用动滑轮能够省力，动滑轮为省力杠杆，故 C 错误； D因为绳子自由端移动的距离 s=nh，n1=2，n2=3，提升物体的高度 h 相同，所以 s1=2h，s2=3h， 则 s1s2，故 D 错误。 4.答案：D 解析：（1）由图可知滑轮组绳子的有效股数，根据 s=nsA求出绳子自由端沿水平方向移动； （2）物体沿水平方向匀速移动时处于平衡状态，受到的
13、拉力和摩擦力是一对平衡力，二力的大小 相等，根据 FA=f=0.4G 求出物体受到的拉力； （3）根据 W=Fs 求出拉力 F 做的功，根据 P=求出拉力 F 的功率； （4）根据 W有=FAsA求出拉力做的有用功，根据 =100%求出滑轮组的机械效率 5.答案：C D克服摩擦力所做的额外功：W额=W总W有=80J50J=30J， 由 W额=fs 可得，物体受到的摩擦力：f=15N，故 D 错误 二、填空题 1.答案：2；100；200 解析：根据滑轮组装形式可判断绳子段数 n=2，则拉力移动距离为物体上升高度的 2 倍，这样利 用公式 W=Fs 可求拉力做功 拉力移动距离：s=nh=21m=
14、2m 人对绳子的拉力 F=（GA+G动）=200N=100N， 所以拉力所做的功：W=Fs=100N2m=200J 2.答案：（1）人做有用功为 1200J；（2）斜面的机械效率为 80%；（3）摩擦力为 100N 解析：（1）人做的有用功是将物体沿斜面推上小车，即将物体升高了 h，故有用功为人克服重力 做功，利用功的原理由W=mgh=Fs，可求得施加的推力； （2）利用已求得的有用功和总功，由机械效率公式可求得斜面的机械效率； （3）人做的额外功就是因为人要克服摩擦力做功，则可先求得摩擦力的功再由功的公式求得摩擦 力 解析：（1）人做的有用功等于用斜面所做的功： W有=Gh=mgh=120k
15、g10N/kg1m=1200J；Fs=mgh=1200J，解得：F=400N； （2）人所做的总功：W总=Fs=500N3m=1500J； （3）斜面的机械效率：=100%=100%=80%； （3）W总=W有+W额 即：Fs=Gh+fs 所以 f=100N； 3.答案：5；62.5%。 三、作图题 1.答案：（1）如图所示 （2）90W （3）126kg 四、实验探究题 1.答案：（1）缓慢；（2）78.4%；（3）2.4；0.3 （4）物重（或钩码重） 解析：（1）在实验中要向上缓慢、匀速拉动测力计； （2）掌握机械效率的定义式 =W有用/W总，很容易结合表格数据求解机械效率； （3）根据
16、 W有用=Gh 计算有用功；根据 =W有用/W总=Gh/Fs 计算弹簧测力计的示数 （4）在分析数据时，要注意机械效率的变化是由哪个物理量的变化引起的，从而得出结论从实 验数据看，钩码上升的高度无规律的变化，所以机械效率不断增大不是由于被提升高度的变化而 引起的钩码重不断增大，机械效率不断提高所以可以看出增大被提升物体的重力可以提高滑 轮组的机械效率 五、计算题 1.解答：（1）v物1m/s； s物 t 5m 5s （2）s绳2s物25m10m； （3）W总Fs绳50N10m500J；P总100W； W总 t 500J 5s （4）W有用Gh100N3m300J；60%。 W有用 W总 100%
