10.5 机械效率（无答案） 物理沪科版八年级下册

10.5 机械效率
课前预习
__________________________叫做有用功；
__________________________叫做额外功；
___________________________叫做机械效率，计算公式为_______________；
提高机械效率的方法____________，_____________。
知识精讲
知识点一、 机械效率
１.有用功：为达目的，必须要做的功。符号：W有 单位：焦耳（J）。
【知识拓展】根据人们使用机械的不同，有用功的计算也不尽相同。例如：若使用机械的目的是提升重物，那么克服物体的重力做的功就是有用功。如果使用机械的目的是在水平面上平移重物，那么克服物体与水平面间的摩擦力做的功是有用功。
公式：W有用＝Gh（提升重物）；W有用＝fS物（水平拉动）。斜面：W有用= Gh。
2.额外功：使用机械做功时，对我们无用但又不得不做的功。符号：W额 单位：焦耳（J）。
【知识拓展】对于滑轮组提升重物的情况，克服动滑轮重、绳重等所做的功是额外功。在解题过程中，常忽略绳重和摩擦，则此时克服动滑轮重所做的功为额外功。利用斜面提升重物时，克服斜面摩擦所做的功为额外功。
公式：W额= W总－W有用（忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组）；
斜面： W额=fL。
3.总功：有用功与额外功之和或动力所做的功。
公式： W总=W有用＋W额=FS；
斜面：W总= fL+Gh=FL。
4.机械效率：有用功跟总功的比值。机械效率计算公式：。
5.提高滑轮组机械效率的方法：
(1)减小额外功在总功中占的比例。可采取改进机械结构、减小摩擦阻力等方法。如可使滑轮组在满载情况下工作，以增大有用功在总功中的比例，在滑轮的转轴中加润滑油，以减小摩擦阻力，或减小滑轮组中动滑轮的自重等，即在有用功一定的情况下，减小额外功，提高效率。
(2)增大有用功在总功中所占的比例，在额外功不变的情况下，增大有用功的大小。
(3)换用最简单的机械。
知识点二、常考机械的有用功、总功、机械效率计算
简单机械 有用功 总功 额外功 机械效率
杠杆 W有用= h W总=Fs W额= W总－W有用
滑轮组 （竖直提升重物） W有用= Gh W总=Fs W总= Gh+ G动h （不计绳重和摩擦） W额= W总－W有用 W额= G动h（不计绳重和摩擦）
滑轮组 （水平拉动重物） W有用= fl W总=Fs
斜面 W有用= Gh W总=Fl W总= Gh+ fl （f为摩擦力） W额= W总－W有用 W额= fl （f为摩擦力）
说明：
（1）在使用滑轮组时：G为物重，h为物体提升高度，F为拉力，S为绳子自由端移动的距离，f为摩擦力，l为物体移动距离，
（2）在使用斜面时：h为斜面高，S为斜面长，G为物重，F为沿斜面对物体的拉力。
考点分析
考点一、功、功率、机械效率的关系
例1、在生产和生活中经常使用各种机械，关于机械的下列说法，正确的是（　　）
A．使用机械可以省力、省距离，也可以省功
B．机械做功越快，机械效率越高
C．使用机械可以省力或省距离，但不能省功
D．机械做功越多，机械效率越高
【总结升华】
做功多少只与力和力的方向上移动的距离有关，与功率和机械效率无关；
功率表示做功的快慢，与做功多少和机械效率无关。
真题演练1、（23罗庄区期末1题）期末考试前，小明整理错题，梳理出几个结论，分析正确的是（ ）
A.一个物体受两个力的作用，若这两个力的三要素完全相同，它们一定是平衡力
B.动滑轮省一半力，机械效率一定等于 50%
C.做功越少，功率越小，机械效率越小
D.功率越大，反映做功越快，与机械效率无关
考点二、滑轮组机械效率的相关计算比较
例2、如图所示，物体重为50N，小明用这个滑轮组3s内将物体匀速提升0.3m。拉力为20N，不计绳重和摩擦，下列说法错误的是（　　）
A．动滑轮的重力为10N
B．拉力F的功率为2W
C．该滑轮组的机械效率约为83.3%
D．提升的物体越重时，该滑轮组的机械效率越高
【总结升华】
在分析滑轮组时要找清承重绳数n，在不计绳重及摩擦时拉力，距离s=nh；
有用功，总功，机械效率η=×100%
在不计绳重和摩擦的情况下，机械效率只与动滑轮重及物体的重力有关，有承重绳数、上升距离无关。
真题演练2、（22罗庄区期末19题） 如图所示，用拉力F使物体竖直匀速上升，下列说法正确的是（　　）
A. 拉力对物体做的功是额外功
B. 拉力F做的功是有用功
C. 拉力F移动的距离是物体移动距离的3倍
D. 增加物体重力可以增加滑轮组的机械效率
真题演练3、（23费县期末17题）如图所示，工人利用滑轮组将质量为57kg的建筑材料匀速提升，绳子自由端移动的速度为0.4m/s,动滑轮的质量为3kg,忽略绳重和摩擦，(g=10N/kg)则（ ）
经过10s建筑材料被提升4m
B.经过10s工人做的有用功为2280J
工人对绳子的拉力为300N
D.此过程中该滑轮组的机械效率为90%
随堂练习
1、关于功、功率、机械效率说法正确的是
A. 功率越大，做功越快，机械效率越大
B. 做功越少，功率越小，机械效率越小
C. 功率越大，反映做功越快，与机械效率无关
D. 机械效率越大，表明它做的功越多
2、一个滑轮组经改进后，机械效率比原来大大提高，用该滑轮组将同一物体匀速提升同样的高度，与改进前相比（　　）
A．总功不变，但额外功减少了
B．总功不变，有用功增加了
C．有用功不变，总功减少了
D．做的有用功减少了
3、如图所示，物体A在拉力F的作用下，10s内水平匀速运动了5m，物体A与地面间的滑动摩擦力为270N，拉力F为150N。下列物理量计算正确的是（　　）
A．绳子自由端移动的速度是1.5 m/s
B．拉力F做功为750J
C．该滑轮组的机械效率是60%
D．拉力F的功率是150W
4、如图所示，在斜面上将一个重4.5N的物体匀速拉到高处，沿斜面向上的拉力为1.8N，斜面长s＝1.2m、高h＝0.3m。把重物直接提升h所做的功作为有用功，则（　　）
A．有用功为1.35J，机械效率为75%
B．有用功为2.16J，机械效率为62.5%
C．有用功为1.35J，机械效率为62.5%
D．有用功为1.35J，机械效率为100%
5、小枫和小红同学利用甲、乙所示的滑轮组，在相同的时间内，用大小相同的力F1、F2分别把质量相同的重物G1、G2提升到相同的高度，则（　　）
A．F1做功的功率大
B．F1、F2做功的功率一样大
C．甲滑轮组的机械效率高
D．甲、乙滑轮组的机械效率一样高
6、如图所示，斜面长10m，高4m，用沿斜面方向的推力F，将一个重为500N的货物由斜面底端匀速推到顶端，运动过程中克服摩擦力做功500J，下列说法正确的是（　　）
A．机械效率为75% B．F=300N
C．摩擦力为50N D．推力做的总功为3000J
7、小刚用如图所示的滑轮组，将重为的物体匀速提升，已知动滑轮重，不计绳重和摩擦。下列说法正确的是（　　）
A. 拉力为 B. 有用功为
C. 绳子自由端移动的距离为 D. 该滑轮组的机械效率为
8、如图所示，竖直固定的测力计下端挂一个滑轮组，绳子 、能承受的最大拉力分别为和，每个滑轮重力均为。当滑轮组下端挂重的物体，用水平向右的力拉绳子自由端，物体在内上升了，不考虑绳重和滑轮转轴的摩擦，下列分析正确的是（　　）
A. 测力计的示数为
B. 绳子自由端拉力的功率为
C. 此装置提升重物的最大机械效率约为
D. 滑轮组做的额外功为
9、如图所示，斜面长s=10 m，高h=4 m。用沿斜面方向的推力F，将一个重为100 N的物体由斜面底端A匀速推到顶端B，运动过程中物体克服摩擦力做了100 J的功，则斜面的机械效率为 ______ 。
10、如图所示，某人利用轻质滑轮组匀速拉动水平地面上重为600N的物体，拉力F的大小为75N。若物体与地面之间的摩擦力为90N，则滑轮组的机械效率为_______。
11、用如图所示的装置匀速提升40N的重物，所用的拉力为25N，若不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率是_______%，若用此滑轮组提升重为90N的重物，则滑轮组的机械效率是_______%。
12、如图，工人用的拉力，在的时间内，将重的建筑材料提升到高的楼顶上，不计绳重及摩擦，求：
滑轮组对物体做的功。
拉力做功的功率。
滑轮组的机械效率。