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1、第十二章简单机械 第第2 2节机械效率节机械效率(2分分) 考点考点热机效率热机效率考点清单理解机械效率；会设计实验测定简单机械的效率理解机械效率；会设计实验测定简单机械的效率1. 三种功三种功(1)有用功：有用功：无论是否使用机械必须要做的功，用无论是否使用机械必须要做的功，用_ 表示表示(2)额外功：额外功：使用机械时，并非我们需要又不得不做的功，使用机械时，并非我们需要又不得不做的功，用用_表示表示W有有 W额额 (3)总功：总功：有用功与额外功之和，用有用功与额外功之和，用_表示，表示，W总总_2. 机械效率机械效率(1)定义：定义：_跟跟_的比值，用符号的比值，用符号_表示表示(2)
2、公式：公式：_(3)特点：特点：使用任何机械都不可避免地要做额外功，有使用任何机械都不可避免地要做额外功，有用功总是用功总是_总功，所以机械效率总是总功，所以机械效率总是_1的，通常用百分数表示的，通常用百分数表示(均选填均选填“大于大于”或或“小于小于”)W总总 W有有W额额 有用功有用功 总功总功 小于小于 小于小于 (4)机械效率的意义：机械效率的意义：充分地发挥机械设备的作用，对充分地发挥机械设备的作用，对节能减排、提高经济效益有重要的意义节能减排、提高经济效益有重要的意义(5)提高机械效率的方法：提高机械效率的方法：改进结构，使它更合理、更改进结构，使它更合理、更轻巧有用功一定时，减
3、少额外功轻巧有用功一定时，减少额外功(减少机械重力、减少机械重力、_摩擦摩擦)3. 机械效率的计算机械效率的计算 四市四市2017.30（2）（见常考类型见常考类型剖析方法指导剖析方法指导）减小减小 机械效率相关计算机械效率相关计算(重点重点) 常考类型剖析类类 型型 例例1(2017南京南京)如图所示，物体重如图所示，物体重180 N，动滑轮重，动滑轮重10 N，小明用小明用100 N的拉力的拉力(方向不变方向不变)将物体匀速提升将物体匀速提升2 m，用了，用了10 s，则此过程中有用功是，则此过程中有用功是_J，额外功是额外功是_J，拉力的功率是，拉力的功率是_W，滑轮组的机械效率是，滑轮
4、组的机械效率是_例例1题图题图 360 40 40 90%例例2(2017达州达州)用如图所示滑轮组拉着重为用如图所示滑轮组拉着重为30 N的物体的物体A匀速前进匀速前进0.2 m，则绳子自由端移动的距离为，则绳子自由端移动的距离为_ m；若物体若物体A与地面的摩擦力为与地面的摩擦力为9 N，则拉力所做的有用功是，则拉力所做的有用功是_ J；若实际拉力；若实际拉力F4 N，则该滑轮组的机械效率，则该滑轮组的机械效率为为_例例2题图题图 【解析解析】由图可知，动滑轮上的绳子股数由图可知，动滑轮上的绳子股数n3，物体移，物体移动距离为动距离为s物物0.2 m，所以绳子自由端移动的距离：，所以绳子自
5、由端移动的距离：s绳绳3s物物30.2 m0.6 m，拉力克服摩擦力做的有用功，拉力克服摩擦力做的有用功W有用有用Fs9 N0.2 m1.8 J；拉力做的总功；拉力做的总功W总总Fs4 N0.6 m2.4 J；滑轮组的机械效率；滑轮组的机械效率 100% 100%75%.【答案答案】0.61.875% 例例3(2017烟台烟台)往往车上装重物时，常常用长木板搭个斜车上装重物时，常常用长木板搭个斜面，把重物沿斜面推上去如图所示，工人用面，把重物沿斜面推上去如图所示，工人用3 m长的斜长的斜面，把面，把120 kg的重物提高的重物提高1 m，假设斜面很光滑，则需要，假设斜面很光滑，则需要施加的推力
6、为施加的推力为_；若实际用力为；若实际用力为500 N，斜面的机械效，斜面的机械效率为率为_，重物受到的摩擦力为，重物受到的摩擦力为_(g取取10 N/kg)例例3题图题图【解析解析】假设斜面很光滑没有摩擦，则工人没有做额外功，假设斜面很光滑没有摩擦，则工人没有做额外功，总功等于有用功，即总功等于有用功，即FLGh，F3 m120 kg10 N/kg1 m，F400 N；若实际用力为；若实际用力为500 N，斜面的机械，斜面的机械效率为效率为 100% 100% 100%80%；由于额外功；由于额外功W额额W总总W有用有用F实实LGh500 N3 m120 kg10 N/kg1 m300 J，
7、则摩擦力，则摩擦力f 100 N.【答案答案】400 N 80%100 N 物理量物理量简单机械简单机械有用功有用功总功总功机械效率机械效率物体G上升高度为h，所做的功W有Gh拉力F移动s所做的功W总Fs(snh，n为动滑轮上承担物重的绳子段数) (若不计绳重和摩擦，因nFGG动则，物体越重，机械效率越高)拉力F移动的距离为s，所做的功W总Fs 物物理量理量简单机械简单机械有用功有用功总功总功机械效率机械效率克服摩擦力所做的功W有fs物拉力F移动s所做的功W总FsFns物 实验突破实 验测量滑轮组的机械效率测量滑轮组的机械效率 1. 实验原理实验原理( )2. 实实验验过过程程中中弹弹簧簧测测
8、力力计计的的拉拉动动方方式式(竖竖直直向向上上缓缓慢慢匀匀速拉动速拉动)3. 弹簧测力计的使用和读数弹簧测力计的使用和读数点命 题4. 控控制制变变量量法法的的应应用用：使使用用同同一一滑滑轮轮组组，将将不不同同数数量量的的钩钩码提升相同高度码提升相同高度5. 数据的分析与处理数据的分析与处理6. 有用功、总功的计算有用功、总功的计算(W有有Gh、W总总 Fs)7. 机械效率的计算机械效率的计算 (= )8. 滑轮组的机械效率与物体被提升的高度无关滑轮组的机械效率与物体被提升的高度无关(利用利用 求机械效率，可省略测距离，提高实验精度求机械效率，可省略测距离，提高实验精度)9. 若若使使弹弹簧
9、簧测测力力计计静静止止时时读读数数对对实实验验结结果果的的影影响响(拉拉力力F不不受机械摩擦影响而变小，测得的机械效率偏高受机械摩擦影响而变小，测得的机械效率偏高)10. 影影响响滑滑轮轮组组机机械械效效率率的的因因素素 (物物体体的的重重力力、动动滑滑轮轮的的重重力、机械装置的摩擦力、机械装置的摩擦) 11. 提提高高机机械械效效率率的的方方法法(增增加加物物重重、使使用用轻轻质质动动滑滑轮轮、减减小机械摩擦小机械摩擦)例例(2017宜昌宜昌)小明同学做：小明同学做：“测量滑轮组机械效率测量滑轮组机械效率”的实验的实验(如图所示如图所示)，用同一滑轮组缓慢提升不同数量的，用同一滑轮组缓慢提升
10、不同数量的钩码，记录数据如下表所示钩码，记录数据如下表所示例题图例题图钩码的钩码的重力重力G/N钩码提钩码提升升高度高度h/m拉力拉力F/N绳端移绳端移动的动的距离距离s/m机械机械效率效率20.10.90.374%40.11.60.383%60.10.3(1)观察图中测力计的示数，表格中观察图中测力计的示数，表格中处的数值是处的数值是_；处的数值是处的数值是_【解析解析】(1)测力计分度值为测力计分度值为0.1 N，读出示数是，读出示数是2.3 N；第三次实验的机械效率为：第三次实验的机械效率为： 87%； 2.3 87% (2)小明通过分析表格中的数据，得到了提高滑轮组机械效小明通过分析表
11、格中的数据，得到了提高滑轮组机械效率的方法汽车作为一种率的方法汽车作为一种“机械机械”，提高效率对节能减排，提高效率对节能减排有重要意义请你指出以下三种提高效率的方法中，方法有重要意义请你指出以下三种提高效率的方法中，方法_与本实验是同理的与本实验是同理的方法一：鼓励人们方法一：鼓励人们“拼车拼车”出行，使汽车尽量装满人员；出行，使汽车尽量装满人员；方法二：汽车制造厂用新材料减轻汽车重量；方法二：汽车制造厂用新材料减轻汽车重量；方法三：经常给汽车做保养保持良好润滑方法三：经常给汽车做保养保持良好润滑【解析解析】(2)通过本实验可得，增加被提升物体的重力，通过本实验可得，增加被提升物体的重力，尽
12、量多做有用功，可以提高机械效率，所以方法一与本尽量多做有用功，可以提高机械效率，所以方法一与本实验同理；实验同理； 【答案答案】一一 (3)小明发现绳端移动的距离始终与钩码提升高度有固定小明发现绳端移动的距离始终与钩码提升高度有固定的倍数关系，于是他认为：钩码数量一定时，无论将钩的倍数关系，于是他认为：钩码数量一定时，无论将钩码提升多高，都不影响该滑轮组的机械效率小芳则认码提升多高，都不影响该滑轮组的机械效率小芳则认为：钩码提升的高度不同，有用功就不同，机械效率就为：钩码提升的高度不同，有用功就不同，机械效率就变化了你认为变化了你认为_的看法是正确的的看法是正确的【解析解析】(3)因为绳子移动
13、距离与钩码提升高度有固因为绳子移动距离与钩码提升高度有固定倍数关系，由定倍数关系，由 可知，只要钩码重力不变，机可知，只要钩码重力不变，机械效率与钩码提升的高度无关，所以小明说法是正确械效率与钩码提升的高度无关，所以小明说法是正确的的【答案答案】小明小明 (1)分析表格中的数据可得出的结论是：使用同一滑分析表格中的数据可得出的结论是：使用同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率_(选填选填“越高越高”或或“越低越低”)问拓 展 设越高越高 (2)在测拉力时，某同学觉得很难使测力计做匀速直在测拉力时，某同学觉得很难使测力计做匀速直线运动，不便于读数，就让弹簧测力计处于静止状态线运动，不便于读数，就让弹簧测力计处于静止状态时才读数，该同学的读数与实际相比时才读数，该同学的读数与实际相比_(选填选填“偏大偏大”、“偏小偏小”或或“不变不变”), 测得机械效率测得机械效率_(选填选填“偏高偏高”、“偏低偏低”或或“不变不变”)偏小偏小 偏高偏高
