3.4简单机械 机械效率 复习学案（无答案）

新课内容
有用功、额外功、总功
1．利用机械做功时，对人们有用的功叫_______功，记做_______．
2．利用机械做功时，并非我们需要的，但又不得不做的功叫_______功，记做_______．
3．利用机械做功时，动力对机械所做的功叫功，记做_______．
总功（W总）、有用功（W有用），额外功（W额外）之间的关系是_______．
机械效率
1．在物理学中，将_______叫做机械效率．
2．机械效率的计算公式：机械效率＝_______，用符号表示：η＝______．
3．对于实际机械，由于_______功的存在，机械的机械效率总_______（大于／等于／小于）100%．
例题精讲
例1
当打水的水桶不小心落入井里后，要设法将水桶打捞出水井，在打捞起水桶的同时，水桶中剩余的水也被提起．在这过程中，下列说法中正确的是
(
)
A．水被提高的过程中所做的功为有用功
B．水桶和桶内的水被提高过程中所做的功为有用功
C．水桶被提高的过程中所做的功为有用功
D．以上三种说法都不正确
点评：必须注意区别：用水桶打水和打捞水桶这两个过程的目的不一样，因此，在这两个过程中所做有用功和额外功都是不同的，判断时，不要形成错误的思维定势．
例2
如图所示，工人用滑轮组提升重240
N的物体，所用的拉力为150
N，物体在5s内匀速上升1m求：
(1)有用功．
(2)滑轮组的机械效率．
(3)拉力的功率．
点评：本题考查功、功率、机械效率的计算，特别注意在利用滑轮组提升物体时，拉力作用点移动的距离s与物体上升高度^的关系为s＝nh，n为承担重物绳子的段数．
【当堂反馈】
1．下列关于机械效率的说法中正确的是
A、机械效率可以提高到100%
B、机械效率总小于1
C、功率大的机械，机械效率高
D、机械效率越高，有用功就越多
2．如图，动滑轮重为G动，物重为G，利用动滑轮将物体匀速提升h，
提起物体所做的功Gh叫做
，提起动滑轮所做的功G动h叫做
，
拉力F做的功Fs叫做
，定滑轮的机械效率表达式η=
=
3．起重机在20s内把重物匀速提到楼顶，起重机所做的总功是4×104J，额外功是1.6×104J，则起重机的总功率是________W，机械效率是________。
4．某人把重100Ｎ的沙子提到6ｍ高的楼上，桶重20Ｎ，人体重400Ｎ．如图所示。
（1）人直接提着沙桶上楼，需要做的有用功是
___
__Ｊ，额外功是___
__Ｊ，总功是______Ｊ，机械效率是___
____．
（2）若人站在楼上，用重10Ｎ的动滑轮把上述沙桶提上楼，需要做的有用功是___
___Ｊ，额外功是___
__Ｊ，总功是_______Ｊ，机械效率是________．
（3）若改用重５Ｎ的口袋装沙子，则提升过程中，需要做的有用功是____
__Ｊ，额外功是___
____Ｊ，总功是_______Ｊ，机械效率是_________．
【课后巩固】　　　　　　　　　　　　　　　　　
5．如图所示，利用动滑轮提升重物，动滑轮重20N，绳与动滑轮间的摩擦及绳重不计。第一次把重为100N的货物匀速提升，这个过程的机械效率为η1，第二次把重为200N的货物匀速提升，这个过程的机械效率为η2。则
A、η1＞η2
B、η1＜η2
C、η1＝η2
D、无法确定
6．某人用右图所示的两种方法分别将同一物体匀速提升相同的高度，
不计摩擦和绳重，他所做的有用功W甲
W乙，额外功W甲
W乙，
两种装置的机械效率η甲
η乙。(选填“>”
“=”或“<”)
7．小明用如图所示的滑轮组，在10s钟内将质量为60kg的物体A匀速提升了2m。已知绳子自由端所用的拉力为200N。
⑴画出物体A的重力示意图；
⑵请计算出与此题相关的任意四个物理量（g取10N/kg）。
【课堂学习】
问题1：能设计实验，测定某种机械的机械效率
例1：某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如表所示，
实验装置如下图：
物理量
1
2
3
钩码重G（N）
4
4
6
钩码上升高度h（m）
0.1
0.1
0.1
绳端拉力F（N）
1.8
1.4
2.4
绳端移动距离S（m）
0.3
0.5
0.3
机械效率η
74%
（1）通过表中数据可分析出实验1是用
（填“甲”或“乙”）图做的实验，实验2是用
（填“甲”或“乙”）图做的实验。
（2）请将表中空白处填上恰当的数据。（百分号前保留整数）
（3）通过实验1和实验2的数据分析可得出结论：使用不同的滑轮组，提升相同的重物时，动滑轮的个数越多，滑轮组的机械效率___________。
（4）比较实验1和实验3可得正确结论：使用同一滑轮组，________________________，可以提高滑轮组的机械效率。
问题2：如何提高机械效率
例2：“滑轮组的机械效率究竟与哪些因素有关”？某实验小组的同学对同一滑轮组进行实验探究，得到了下表中的数据
物理量
1
2
3
钩码重G（N）
4
6
8
钩码上升高度h（m）
0.1
0.1
0.1
绳端拉力F（N）
1.8
2.4
3.0
绳端移动距离S（m）
0.3
0.3
0.3
机械效率η
74%
83%
（1）将表中数据补充完整。
（2）请在方框中画出进行第一次实验的装置图(每个钩码重2N).
（3）分析比较表中的数据，你认为同一滑轮组机械效率发生变化的主要原因是　　　　
　　　　　　　　　。
用控制变量法研究提高机械效率的途径：
（1）在做有用功不变的情况下，减小
。
具体做法是：
、
、
；
（2）在做额外功不变的情况下，增大
。
【课后巩固】
1．小明在“测滑轮组机械效率”的实验中，用如图1所示的滑轮组进行了三次实验，实验数据如下表：
实验次数
物重G/N
物体上升的高度h/cm
测力计的示数F/N
测力计移动的距离s/cm
1
6
3
2.5
9
2
6
5
2.5
17
3
6
8
2.5
24
（1）分析表中数据，回答以下问题：
①表中有一个数据的记录是错误的，错误的数据是
；
②第3次实验中滑轮组的机械效率是
；
③滑轮组的机械效率与
无关。
（2）小红在小明实验的基础上多使用一个滑轮也做了实验，如图2所示。
①小红多使用一个滑轮，目的是为了改变
；
②当这两位同学使用各自的滑轮组提升相同的重物时，若忽略绳重及摩擦，它们的机械效率
（选填“相同”或“不相同”），理由是：
。
2．小明测滑轮组机械效率的实验过程如图所示。小明匀速拉动弹簧测力计时，弹簧测力计的示数如图丁所示。
（1）根据上面的实验数据，计算该滑轮组做的有用功、总功和机械效率（写出计算步骤）。
（2）若增加提升钩码的个数，该滑轮组的机械效率
（填“增大”、“不变”或“减小”）。影响该滑轮组机械效率的因素还有
。
3．如图为“测量滑轮组机械效率”的实验装置，钩码总重6N，弹簧测力计竖直向上匀速拉动细绳时的示数如图所示。（摩擦不计）
（1）由图可知，实验时弹簧测力计对细绳的拉力为多大？
（2）若钩码3s内上升0.1m，则弹簧测力计拉力做功的功率
为多大？该滑轮组的机械效率为多大？
（3）若仅增加钩码的个数，该滑轮组的机械效率将如何变化？
4．小明对“斜面的机械效率与什么因素有关？”这
一课题，提出了如下一些值得探究的猜想：
①斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关；
②斜面的机械效率与斜面的粗糙程度有关；
③斜面的机械效率与斜面的长度有关；
④斜面的机械效率与物体的重力有关。
给你如图所示的装置，请你选择上述猜想中的一项，并解答下列问题：
（1）你选择的猜想是　　　　　　　（填写序号）
（2）要用图中的器材完成你选择的探究，还要补充的器材是：（至少写出两种）
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
（3）在实验探究的过程中，需要控制不变的因素有：
①　　　　　　　　　　　；②　　　　　　　　　；③　　　　　　　　　。
F
A
甲
乙
甲
乙
图1
图2
甲
乙
丙
丁