2024山东中考物理二轮重点专题研究 第十一章 第三节 机械效率（课件）(共49张PPT)
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| 名称 | 2024山东中考物理二轮重点专题研究 第十一章 第三节 机械效率（课件）(共49张PPT) |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 685.2KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 通用版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-05-11 08:05:33 | ||
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文档简介
(共49张PPT)
机械效率
第三节
知识精讲
2
考点清单
重难点突破
实验突破—科学探究素养提升
3
实验1 测量滑轮组的机械效率
山东近年中考试题精编
1
实验2 测量斜面的机械效率
命题点
1
机械效率的理解及相关计算
类型一 滑轮、滑轮组(烟台4考，淄博2考，济宁3考，日照5考)
1. (2021菏泽12题2分)如图所示，用动滑轮提起一重为80 N的物体，在10 s内将物体匀速提高5 m，已知动滑轮重20 N(不计绳重和摩擦)，则( )
A. 手对绳子的拉力为40 N
B. 拉力做功的功率为50 W
C. 手拉绳子移动的速度为0.5 m/s
D. 该装置的机械效率为60%
B
山东近年中考试题精编
2. (2020滨州14题4分)(多选)如图所示，重800 N的物体在100 N水平拉力F的作用下，以0.1 m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了20 s，滑轮组的机械效率为60%.在此过程中，下列说法正确的是( )
A. 拉力F做的功为400 J
B. 物体与地面间的滑动摩擦力为180 N
C. 额外功的功率为12 W
D. 若物体的重力和运动速度不变，只增大
水平地面的粗糙程度，则滑轮组的机械效率会降低
BC
3. (2020烟台20题3分)在建筑工地上，小明同学利用如图所示的装置，用25 N的拉力使重为300 N的物体A沿着水平地面匀速运动，A在运动时受到地面的摩擦力为其所受重力的0.2倍，不计绳重及滑轮组的摩擦，则动滑轮所受重力为________N，该装置的机械效率为________．若增加物体A的重力，仍使物体A匀速运动，则该装置的机械效率将________(选填“增大”、“减小”或“不变”)．
15
80%
增大
4. (2021济宁21题4分)测算如图所示滑轮组的机械效率时，实验中得到一组数据如表．
钩码重G/N 钩码上升高度h/m 拉力F/N 弹簧测力计上升距离s/m
0.5 0.1 0.3 0.3
请根据以上信息，求：
(1)拉力所做的功；
(2)滑轮组的机械效率．
解：(1)拉力做的功W总＝Fs＝0.3 N×0.3 m＝0.09 J
(2)有用功为W有＝Gh＝0.5 N×0.1 m＝0.05 J
滑轮组的机械效率η＝ ×100%＝ ×100%≈55.6%
5. (2022烟台27题12分)如图是某汽车起重机静止在水平地面上起吊重物的示意图．重物的升降使用的是滑轮组，滑轮组上钢丝绳的收放是由卷扬机来完成的．提升重物前，起重机对地面的压强为2×105 Pa.某次作业中，将重物甲以0.25 m/s的速度匀速提升时，起重机对地面的压强为2.3×105 Pa；若以相同的功率将重物乙以0.2 m/s的速度匀速提升时，起重机对地面的压强为2.4×105 Pa.(不计钢丝绳重和摩擦)
(1)起重机两次提升的重物质量之比．
(2)起重机两次提升重物时，滑轮组的机械效率之比．
(3)提升重物乙时，滑轮组的机械效率是多少？
解：(1)由p＝ 得：起重前，F＝G＝pS；匀速提升甲物体时，
G甲＝(p甲－p)S，匀速提升乙物体时，G乙＝(p乙－p)S
所以 ＝ ＝ ＝ ＝ ＝
解：(2)由P＝Fv得：F甲＝ ，F乙＝
所以 ＝ ＝ ＝ ，由公式η＝ ＝ 得
η甲＝ ＝ ，η乙＝ ＝
所以 ＝ ，将 ＝ ， ＝ 代入上式得
＝
解：(3)由η＝ ＝ ＝ ＝ 得
匀速提升甲物体时η甲＝
匀速提升乙物体时η乙＝
将 ＝ ， ＝ 代入上式得：G动＝ G乙
所以η乙＝ ×100%＝ ×100%＝80%
类型二 斜面(烟台2023.17，淄博2021.24)
6. (2020枣庄22题2分)一木箱重480 N，用沿斜面向上的拉力F将木箱匀速拉到高处，如图甲所示．已知拉力F做的功W与木箱沿斜面运动距离s的关系如图乙所示．整个过程的额外功是240 J．则拉力F＝________N，斜面的机械效率η＝________．
150
60%
7. (2021淄博24题7分)在美丽乡村建设中，政府为某村购置一批健身器材．工人往车上搬运装有健身器材的箱子时，用长木板搭了一个3 m长的斜面，把120 kg的箱子沿斜面匀速推到1 m高的车厢上，如图．推箱子做的额外功是300 J．(g取10 N/kg)求：
(1)推箱子做的有用功；
(2)斜面的机械效率；
(3)沿斜面的推力．
解：(1)箱子的重力为G＝mg＝120 kg×10 N/kg＝1 200 N
有用功为W＝Gh＝1 200 N×1 m＝1 200 J
(2)总功为W总＝W有＋W额＝1 200 J＋300 J＝1 500 J
机械效率为η＝ ×100%＝ ×100%＝80%
(3)推力为F＝ ＝ ＝500 N
命题点
2
探究机械效率的实验[烟台2023.23，淄博2023.22，济宁2022.18(2)]
8. (2023淄博22题9分)在日常生活和工农业生产中，提高机械效率有着重要的意义．提高机械效率，要从研究影响机械效率的因素出发，寻求办法．
(1)为了探究影响机械效率的因素，小明选取了大小相同的滑轮，利用图甲和图乙装置进行实验，并把数据记录在表中．
实验 次数 滑轮 材质 钩码重G/N 提升的高度h/m 有用功W有用/J 拉力F/N 绳端移动的距离s/m 总功 W总/J 机械效率η
1 铝 1 0.1 0.1 0.6 0.3 0.18 56%
2 铝 2 0.1 0.2 1.0 0.3 0.3 67%
3 铝 2 0.2 0.4 1.0 0.6 0.6 67%
4 塑料 2 0.2 0.4 0.8 0.6 0.48 83%
5 塑料 2 0.2 0.4 2.1 0.2 0.42 95%
①比较1和2两次实验发现：在所用滑轮组一定时，提升的钩码_____，机械效率越高．
②比较3和4两次实验发现：滑轮组的机械效率还与_____________有关．
③比较______两次实验发现：在所用滑轮组一定时，机械效率与提升钩码的高度无关．
④第5次实验是利用图______的装置完成的，
判断依据是________．
⑤利用图甲的装置，把重6 N的物体用2.5 N
的拉力匀速拉起，滑轮组的机械效率为____．可见如果没有刻度尺，只有测力计，也可以测量出滑轮组的机械效率．
越重
动滑轮的重力
2、3
乙
s=h
80%
(2)小明利用图丙装置实验发现：斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和摩擦有关，与物重无关．保持斜面倾斜程度不变，可以采用_____________________的方法减小摩擦，从而提高斜面的机械效率．
(3)实验表明：额外功越小，总功越接近有用功；进一步推理得出：假如没有额外功，总功等于有用功；可见使用任何机械都________．下列物理规律的得出运用了这种研究方法的是____．
A. 焦耳定律 B. 牛顿第一定律
C. 阿基米德原理 D. 欧姆定律
减小斜面的粗糙程度
不能省功
B
命题点
3
测量斜面的机械效率[淄博2023.22(2)]
9. (2023烟台26题2分)在初中物理的学习中，我们曾用斜面做过多次探究实验．图甲是利用斜面“探究阻力对物体运动的影响”；图乙是利用斜面“探究动能大小与哪些因素有关”；图丙是“测定斜面的机械效率”．
甲
(1)在甲、乙实验探究中，都有让小车从斜面的同一高度自由下滑的操作步骤，这样操作的目的是什么？
(2)在甲、乙实验探究中“阻力对物体运动的影响”和“小车动能的大小”分别是由什么来显示的？
甲
这样操作的目的是使小车到达斜面底端时的速度相同
分别是由小车滑动的距离和木块被推动的距离来显示的
(3)下表是小明测定斜面机械效率实验的记录数据，请你完成表中横线处的数据．分析表中数据，写出实验结论．
斜面倾斜程度 木块所受重力G /N 斜面高度h /m 沿斜面的拉力F /N 斜面长L /m 有用功W有/J 总功W总/J 机械效率η
较缓 5 0.2 2.1 1 1 2.1 48%
较陡 5 0.5 3.6 1 2.5 _______ 69%
最陡 5 0.7 4.3 1 3.5 4.3 _______
实验结论：木块重力一定时，斜面越陡，斜面的机械效率越高
3.6
81.4%
简单机
械和功
滑轮
杠杆
定义
五要素
平衡条件：
F1L1=F2L2
分类及应用
定滑轮
动滑轮
滑轮组
定义
物理意义
公式
功率
功
不做功的三种情况
计算公式
计算公式
提高机械效
率的方法
理解
机械
效率
定义
知识精讲
【版本导航】鲁科：八下P86～P91； 人教：八下P85～P88；
沪科：八年级P202～P205；教科：八下P86～P96.
考点清单
一、计算公式：____________________________________
η表示机械效率．
W有表示有用功，指无论是否使用机械都必须要做的功．
W总表示总功，指有用功与额外功之和．
W额表示额外功，指使用机械时并非我们需要但又不得不做的功．
η＝ ×100%＝ ×100%
二、理解
a. W有b. 机械效率大的机械工作时，有用功占总功的比例大；做功多的机械，其机械效率不一定大．
三、提高机械效率的方法
1、滑轮组：增加物重、减小动滑轮自重、减小绳子与滑轮间的摩擦等．
2、斜面：增大斜面倾斜程度、减小摩擦等．
微点诊断
1. 判断下列说法是否正确．
(1)有用功越大，机械的机械效率就越高( )
(2)额外功越大，机械的机械效率就越低( )
(3)机械的功率越小，机械效率就越低( )
(4)机械做功越多，机械效率越高( )
(5)减小机械内部摩擦可以提高其机械效率( )
(6)增大斜面的倾斜程度，斜面的机械效率不变( )
×
×
×
×
√
×
重难点突破
机械效率的相关计算
1. 如图所示，工人通过滑轮组提升重物．已知物体在
10 s内被提升了2 m，物体所受重力G＝720 N，绳端的拉力F＝300 N，忽略绳重及摩擦．求：
(1)承担物重的绳子股数n＝________，绳子自由端移动的距离为______m，绳子自由端上升的速度为________m/s;
(2)动滑轮的重力为________N;
(3)拉力所做的有用功为________J，总功为________J，此
滑轮组提升重物的机械效率为________；
一题多设问
3
6
0.6
180
1440
1800
80%
(4)拉力做功的功率为________W;
(5)若绳子拉力端能承受的最大拉力为500 N，则此滑轮组能提升的最大物重为________N;
(6)若重物的底面积约0.5 m2，当绳端的拉力为200 N时，重物对水平面的压强为________Pa.
180
1320
600
变式：【水平放置】如图所示，用F＝50 N的力通过滑轮组水平拉重力为300 N的物体，使其向左匀速运动，在这过程中拉力F做功为40 J，已知物体受到水平地面的摩擦力为60 N，则物体运动的距离为________m，该滑轮组的机械效率为________．(忽略绳子和动滑轮的重力)
0.4
60%
2. (多选)工人用如图所示的滑轮组，在时间t内，将重为G的货物匀速提升了h，人对绳子竖直向下的拉力恒为F.以下说法正确的是( )
A. 绳子自由端移动的距离为h
B. 人克服货物的重力做功的功率为
C. 拉力F的功率为
D. 额外功为(2F－G)h
E. 滑轮组的机械效率为
F. 滑轮组的机械效率随h的增大而增大
BCD
一题多设问
实验突破—科学探究素养提升
实验
1
测量滑轮组的机械效率
图示法过实验
1. 实验装置
(鲁科八下P88图9－6－2)
2. 测量滑轮组的机械效率
(1)用弹簧测力计先测出被提升物体的重力G；
(2)匀速拉动弹簧测力计，使物体升高，读出弹簧测力计的示数F；
(3)当物体上升到一定位置时，用刻度尺测出____________________和绳子自由端移动的距离s；
(4)根据公式η＝ ×100%＝________，计算滑轮组的机械效率．
物体上升的高度h
3. 探究滑轮组机械效率的影响因素(控制变量法的应用)
(1)探究滑轮组的机械效率与物重的关系(控制滑轮组__________________________相同，改变滑轮组所吊钩码的数量)
(2)探究滑轮组的机械效率与动滑轮的重力大小的关系(控制滑轮组____________________________相同，换用重力不同的动滑轮)
(3)探究滑轮组的机械效率与所提重物高度的关系(控制______________________相同，所提物体重力相同，改变提升重物的高度)
4. 实验结论：在其他条件相同时，动滑轮越重，机械效率越________；在绳子所能承受的范围内，所吊物体越重，机械效率越________．
动滑轮的重力及绕线方式
绕线方式及所吊钩码的数量
同一滑轮组的绕线方式
低
高
5. 实验注意事项：
(1)弹簧测力计沿竖直方向匀速拉动绳子的目的(_____________________________________)
(2)滑轮组机械效率的影响因素(物体的重力、绳子与滑轮间的摩擦力、
______________)
(3)提高滑轮组机械效率的方法(增加提升物体的重力、减小动滑轮重力、减小机械间的摩擦)
使拉力大小等于弹簧测力计的示数
动滑轮的重力
一题多设问
例1 某小组在“测滑轮组机械效率的实验”中得到的数据如表所示，实验装置如图所示.
设计与进行实验
(1)除了如图所示器材和弹簧测力计外，还需要的测量工具是________.
(2)实验中应沿竖直方向__________________缓慢拉动弹簧测力计.
(3)小组同学发现实验过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，应该静止读数．你认为他的想法________(选填“正确”或“不正确”)，理由是___________________________________________________.
刻度尺
匀速(或均匀直线)
不正确
他没有考虑到摩擦力(或摩擦)对滑轮组机械效率的影响
(4)分析表中数据可知第4次实验是用________(选填“丙”或“丁”)图所示装置做的实验，请将表中的两个数据填写完整.
实验 次数 钩码重G/N 钩码上升高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动距离s/m 机械效率η
1 4 0.1 2.7 0.2 74%
2 4 0.1 1.8 0.3 74%
3 8 0.1 3.2 0.3 83%
4 8 0.1 2.5 ______ ______
丁
0.4
80%
分析论证
(5)通过比较________两次实验数据可得出结论：使用同一滑轮组提升同一重物时，滑轮组的机械效率与绳子段数无关．(填实验次数的序号)
(6)通过比较________两次实验数据可得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越重，滑轮组机械效率越高．(填实验次数的序号)
(7)通过比较3、4两次实验数据可得出结论：__________________________________________________________________________________________________________________________________________.
1、2
2、3
不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越轻，滑轮组机械效率越高(不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮的个数越多，滑轮组的机械效率越低)
交流与评估
(8)(2023青岛改编)该小组同学利用图甲的滑轮组
提升相同的物体时，增加物体匀速上升的速度，
滑轮组的机械效率________(选填“变大”、“变
小”或“不变”).
(9)不计绳重及摩擦阻力，在第1、2次实验中，动滑轮的重力是______N.
(10)(2023淄博改编)在第3次实验中，拉力F做的额外功为________J.
(11)(2023邵阳改编)小明分析实验数据时，发现通过比较第2、4次实验数据，也能得出滑轮组机械效率与重物重力的关系．请你对小明同学的观点进行评估：_____________________________________.
不变
1.4
0.16
没有控制动滑轮重力不变，结论不可靠
(12)(2023黄石改编)根据表格中的数据分析可知：随着物重的增大，额外功________(选填“变小”、“变大”或“不变”)，原因是__________________________________________________________________________.
(13)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，机械效率就变化了．你认为________的看法是正确的.
变大
随着物重的增加，滑轮与轴之间的摩擦力增大，克服摩擦力做的额外功增加
小明
创新设问
(14)(实际应用)小明通过分析表格中的数据，得到了提高滑轮组机械效率的方法．汽车作为一种“机械”，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________与本实验(6)的结论是同理的.
方法一：鼓励人们“拼车”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；
方法三：经常给汽车做保养，保持良好润滑.
一
实验
2
测量斜面的机械效率(淄博2023.22)
图示法过实验
1. 实验装置
2. 测量斜面的机械效率
(1)用弹簧测力计测量物体的重力G；
(2)用弹簧测力计沿斜面向上_______拉动物体，测量拉升物体时的拉力F；
(3)用刻度尺测出斜面的长度s和斜面的高度h；
(4)根据公式η＝ ×100%＝________，计算斜面的机械效率．
匀速
3. 探究斜面机械效率的影响因素(控制变量法的应用)
(1)探究斜面机械效率的大小与斜面倾斜程度的关系(控制斜面的_________________________相同，改变斜面的倾斜程度)
(2)探究斜面机械效率的大小与物体重力的关系(控制斜面的__________________相同，改变物体的重力大小)
(3)探究斜面机械效率的大小与斜面粗糙程度的关系(控制斜面的_______________________相同，改变斜面的粗糙程度)
4. 实验结论：其他条件不变时，斜面的倾角越小，机械效率越________；在其他条件不变时，斜面越光滑，机械效率越________；斜面的机械效率与斜面的长度、物体的重力等因素无关．
度与物体的重力
粗糙程度与倾斜程度
倾斜程度与物体的重力
低
高
粗糙程
一题多设问
例2 小华同学对“斜面的机械效率跟什么因素有关”这一课题提出了一些值得探究的猜想：斜面的机械效率跟：
A. 斜面的倾斜程度有关；
B. 斜面的粗糙程度有关；
C. 斜面的长度有关；
D. 物体的重力有关.
他为了证实其中的部分猜想是否正确，自己设计了如图所示的装置，并将实验数据记入下面表格.
实验 序号 斜面 倾角 斜面粗糙程度 物重 G/N 斜面高度h/m 沿斜面拉力F/N
1 30° 玻璃 7 0.5 4.9
2 30° 木板 7 0.5 6.0
3 30° 毛巾 7 0.5 6.5
4 20° 木板 7 0.34 4.9
5 15° 毛巾 7 0.26 5.1
实验序号 斜面长度s/m 有用功W有/J 总功W总/J 机械效率η(%)
1 1 3.5 4.9 71.4
2 1 3.5
3 1 3.5 6.5 53.8
4 1 2.38 4.9 48.6
5 1 1.82 5.1 35.7
设计与进行实验
(1)沿斜面拉动物体时，应使其做________运动．实验时要使木板的倾斜角度变大，应该把木板下面的木块向______(选填“左”或“右”)移动.
分析论证
(2)在第2次实验中，拉力做的总功是____J，斜面的机械效率是_______%.
(3)通过对比实验1、2、3的数据，可验证猜想________(填写字母).
(4)通过对比实验2、4或3、5的数据，可以得出的探究结论是：当斜面的粗糙程度一定时，斜面的倾斜程度越大，斜面的机械效率越________.
(5)若要验证猜想D，应控制斜面的倾斜程度和__________________不改变.
匀速直线
左
6
58.3
B
高
斜面的粗糙程度
交流与评估
(6)实验中用到的物理方法是______________.
(7)在斜面高度和粗糙程度一定时，比较表中“物重”和“____________”两栏对应的数据，可知斜面是一种________(选填“省力”或“费力”)的简单机械.
控制变量法
沿斜面拉力
省力
(8)(2020北部湾改编)同桌小明用和小华一样的实验装置探究斜面的机械效率．他发现斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和摩擦有关，与物重无关．保持斜面倾斜程度不变，可以采用_________________________的方法减小摩擦，从而提高斜面的机械效率．某次实验测得物重G＝4 N、斜面长s＝1 m、高h＝0.2 m，若机械效率η＝80%，则物体在斜面上受到的摩擦力为________N.
(9)(2020河北改编)试列举出生活中利用斜面的一个实例：________.
减小接触面的粗糙程度
0.2
盘山公路
机械效率
第三节
知识精讲
2
考点清单
重难点突破
实验突破—科学探究素养提升
3
实验1 测量滑轮组的机械效率
山东近年中考试题精编
1
实验2 测量斜面的机械效率
命题点
1
机械效率的理解及相关计算
类型一 滑轮、滑轮组(烟台4考，淄博2考，济宁3考，日照5考)
1. (2021菏泽12题2分)如图所示，用动滑轮提起一重为80 N的物体，在10 s内将物体匀速提高5 m，已知动滑轮重20 N(不计绳重和摩擦)，则( )
A. 手对绳子的拉力为40 N
B. 拉力做功的功率为50 W
C. 手拉绳子移动的速度为0.5 m/s
D. 该装置的机械效率为60%
B
山东近年中考试题精编
2. (2020滨州14题4分)(多选)如图所示，重800 N的物体在100 N水平拉力F的作用下，以0.1 m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了20 s，滑轮组的机械效率为60%.在此过程中，下列说法正确的是( )
A. 拉力F做的功为400 J
B. 物体与地面间的滑动摩擦力为180 N
C. 额外功的功率为12 W
D. 若物体的重力和运动速度不变，只增大
水平地面的粗糙程度，则滑轮组的机械效率会降低
BC
3. (2020烟台20题3分)在建筑工地上，小明同学利用如图所示的装置，用25 N的拉力使重为300 N的物体A沿着水平地面匀速运动，A在运动时受到地面的摩擦力为其所受重力的0.2倍，不计绳重及滑轮组的摩擦，则动滑轮所受重力为________N，该装置的机械效率为________．若增加物体A的重力，仍使物体A匀速运动，则该装置的机械效率将________(选填“增大”、“减小”或“不变”)．
15
80%
增大
4. (2021济宁21题4分)测算如图所示滑轮组的机械效率时，实验中得到一组数据如表．
钩码重G/N 钩码上升高度h/m 拉力F/N 弹簧测力计上升距离s/m
0.5 0.1 0.3 0.3
请根据以上信息，求：
(1)拉力所做的功；
(2)滑轮组的机械效率．
解：(1)拉力做的功W总＝Fs＝0.3 N×0.3 m＝0.09 J
(2)有用功为W有＝Gh＝0.5 N×0.1 m＝0.05 J
滑轮组的机械效率η＝ ×100%＝ ×100%≈55.6%
5. (2022烟台27题12分)如图是某汽车起重机静止在水平地面上起吊重物的示意图．重物的升降使用的是滑轮组，滑轮组上钢丝绳的收放是由卷扬机来完成的．提升重物前，起重机对地面的压强为2×105 Pa.某次作业中，将重物甲以0.25 m/s的速度匀速提升时，起重机对地面的压强为2.3×105 Pa；若以相同的功率将重物乙以0.2 m/s的速度匀速提升时，起重机对地面的压强为2.4×105 Pa.(不计钢丝绳重和摩擦)
(1)起重机两次提升的重物质量之比．
(2)起重机两次提升重物时，滑轮组的机械效率之比．
(3)提升重物乙时，滑轮组的机械效率是多少？
解：(1)由p＝ 得：起重前，F＝G＝pS；匀速提升甲物体时，
G甲＝(p甲－p)S，匀速提升乙物体时，G乙＝(p乙－p)S
所以 ＝ ＝ ＝ ＝ ＝
解：(2)由P＝Fv得：F甲＝ ，F乙＝
所以 ＝ ＝ ＝ ，由公式η＝ ＝ 得
η甲＝ ＝ ，η乙＝ ＝
所以 ＝ ，将 ＝ ， ＝ 代入上式得
＝
解：(3)由η＝ ＝ ＝ ＝ 得
匀速提升甲物体时η甲＝
匀速提升乙物体时η乙＝
将 ＝ ， ＝ 代入上式得：G动＝ G乙
所以η乙＝ ×100%＝ ×100%＝80%
类型二 斜面(烟台2023.17，淄博2021.24)
6. (2020枣庄22题2分)一木箱重480 N，用沿斜面向上的拉力F将木箱匀速拉到高处，如图甲所示．已知拉力F做的功W与木箱沿斜面运动距离s的关系如图乙所示．整个过程的额外功是240 J．则拉力F＝________N，斜面的机械效率η＝________．
150
60%
7. (2021淄博24题7分)在美丽乡村建设中，政府为某村购置一批健身器材．工人往车上搬运装有健身器材的箱子时，用长木板搭了一个3 m长的斜面，把120 kg的箱子沿斜面匀速推到1 m高的车厢上，如图．推箱子做的额外功是300 J．(g取10 N/kg)求：
(1)推箱子做的有用功；
(2)斜面的机械效率；
(3)沿斜面的推力．
解：(1)箱子的重力为G＝mg＝120 kg×10 N/kg＝1 200 N
有用功为W＝Gh＝1 200 N×1 m＝1 200 J
(2)总功为W总＝W有＋W额＝1 200 J＋300 J＝1 500 J
机械效率为η＝ ×100%＝ ×100%＝80%
(3)推力为F＝ ＝ ＝500 N
命题点
2
探究机械效率的实验[烟台2023.23，淄博2023.22，济宁2022.18(2)]
8. (2023淄博22题9分)在日常生活和工农业生产中，提高机械效率有着重要的意义．提高机械效率，要从研究影响机械效率的因素出发，寻求办法．
(1)为了探究影响机械效率的因素，小明选取了大小相同的滑轮，利用图甲和图乙装置进行实验，并把数据记录在表中．
实验 次数 滑轮 材质 钩码重G/N 提升的高度h/m 有用功W有用/J 拉力F/N 绳端移动的距离s/m 总功 W总/J 机械效率η
1 铝 1 0.1 0.1 0.6 0.3 0.18 56%
2 铝 2 0.1 0.2 1.0 0.3 0.3 67%
3 铝 2 0.2 0.4 1.0 0.6 0.6 67%
4 塑料 2 0.2 0.4 0.8 0.6 0.48 83%
5 塑料 2 0.2 0.4 2.1 0.2 0.42 95%
①比较1和2两次实验发现：在所用滑轮组一定时，提升的钩码_____，机械效率越高．
②比较3和4两次实验发现：滑轮组的机械效率还与_____________有关．
③比较______两次实验发现：在所用滑轮组一定时，机械效率与提升钩码的高度无关．
④第5次实验是利用图______的装置完成的，
判断依据是________．
⑤利用图甲的装置，把重6 N的物体用2.5 N
的拉力匀速拉起，滑轮组的机械效率为____．可见如果没有刻度尺，只有测力计，也可以测量出滑轮组的机械效率．
越重
动滑轮的重力
2、3
乙
s=h
80%
(2)小明利用图丙装置实验发现：斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和摩擦有关，与物重无关．保持斜面倾斜程度不变，可以采用_____________________的方法减小摩擦，从而提高斜面的机械效率．
(3)实验表明：额外功越小，总功越接近有用功；进一步推理得出：假如没有额外功，总功等于有用功；可见使用任何机械都________．下列物理规律的得出运用了这种研究方法的是____．
A. 焦耳定律 B. 牛顿第一定律
C. 阿基米德原理 D. 欧姆定律
减小斜面的粗糙程度
不能省功
B
命题点
3
测量斜面的机械效率[淄博2023.22(2)]
9. (2023烟台26题2分)在初中物理的学习中，我们曾用斜面做过多次探究实验．图甲是利用斜面“探究阻力对物体运动的影响”；图乙是利用斜面“探究动能大小与哪些因素有关”；图丙是“测定斜面的机械效率”．
甲
(1)在甲、乙实验探究中，都有让小车从斜面的同一高度自由下滑的操作步骤，这样操作的目的是什么？
(2)在甲、乙实验探究中“阻力对物体运动的影响”和“小车动能的大小”分别是由什么来显示的？
甲
这样操作的目的是使小车到达斜面底端时的速度相同
分别是由小车滑动的距离和木块被推动的距离来显示的
(3)下表是小明测定斜面机械效率实验的记录数据，请你完成表中横线处的数据．分析表中数据，写出实验结论．
斜面倾斜程度 木块所受重力G /N 斜面高度h /m 沿斜面的拉力F /N 斜面长L /m 有用功W有/J 总功W总/J 机械效率η
较缓 5 0.2 2.1 1 1 2.1 48%
较陡 5 0.5 3.6 1 2.5 _______ 69%
最陡 5 0.7 4.3 1 3.5 4.3 _______
实验结论：木块重力一定时，斜面越陡，斜面的机械效率越高
3.6
81.4%
简单机
械和功
滑轮
杠杆
定义
五要素
平衡条件：
F1L1=F2L2
分类及应用
定滑轮
动滑轮
滑轮组
定义
物理意义
公式
功率
功
不做功的三种情况
计算公式
计算公式
提高机械效
率的方法
理解
机械
效率
定义
知识精讲
【版本导航】鲁科：八下P86～P91； 人教：八下P85～P88；
沪科：八年级P202～P205；教科：八下P86～P96.
考点清单
一、计算公式：____________________________________
η表示机械效率．
W有表示有用功，指无论是否使用机械都必须要做的功．
W总表示总功，指有用功与额外功之和．
W额表示额外功，指使用机械时并非我们需要但又不得不做的功．
η＝ ×100%＝ ×100%
二、理解
a. W有
三、提高机械效率的方法
1、滑轮组：增加物重、减小动滑轮自重、减小绳子与滑轮间的摩擦等．
2、斜面：增大斜面倾斜程度、减小摩擦等．
微点诊断
1. 判断下列说法是否正确．
(1)有用功越大，机械的机械效率就越高( )
(2)额外功越大，机械的机械效率就越低( )
(3)机械的功率越小，机械效率就越低( )
(4)机械做功越多，机械效率越高( )
(5)减小机械内部摩擦可以提高其机械效率( )
(6)增大斜面的倾斜程度，斜面的机械效率不变( )
×
×
×
×
√
×
重难点突破
机械效率的相关计算
1. 如图所示，工人通过滑轮组提升重物．已知物体在
10 s内被提升了2 m，物体所受重力G＝720 N，绳端的拉力F＝300 N，忽略绳重及摩擦．求：
(1)承担物重的绳子股数n＝________，绳子自由端移动的距离为______m，绳子自由端上升的速度为________m/s;
(2)动滑轮的重力为________N;
(3)拉力所做的有用功为________J，总功为________J，此
滑轮组提升重物的机械效率为________；
一题多设问
3
6
0.6
180
1440
1800
80%
(4)拉力做功的功率为________W;
(5)若绳子拉力端能承受的最大拉力为500 N，则此滑轮组能提升的最大物重为________N;
(6)若重物的底面积约0.5 m2，当绳端的拉力为200 N时，重物对水平面的压强为________Pa.
180
1320
600
变式：【水平放置】如图所示，用F＝50 N的力通过滑轮组水平拉重力为300 N的物体，使其向左匀速运动，在这过程中拉力F做功为40 J，已知物体受到水平地面的摩擦力为60 N，则物体运动的距离为________m，该滑轮组的机械效率为________．(忽略绳子和动滑轮的重力)
0.4
60%
2. (多选)工人用如图所示的滑轮组，在时间t内，将重为G的货物匀速提升了h，人对绳子竖直向下的拉力恒为F.以下说法正确的是( )
A. 绳子自由端移动的距离为h
B. 人克服货物的重力做功的功率为
C. 拉力F的功率为
D. 额外功为(2F－G)h
E. 滑轮组的机械效率为
F. 滑轮组的机械效率随h的增大而增大
BCD
一题多设问
实验突破—科学探究素养提升
实验
1
测量滑轮组的机械效率
图示法过实验
1. 实验装置
(鲁科八下P88图9－6－2)
2. 测量滑轮组的机械效率
(1)用弹簧测力计先测出被提升物体的重力G；
(2)匀速拉动弹簧测力计，使物体升高，读出弹簧测力计的示数F；
(3)当物体上升到一定位置时，用刻度尺测出____________________和绳子自由端移动的距离s；
(4)根据公式η＝ ×100%＝________，计算滑轮组的机械效率．
物体上升的高度h
3. 探究滑轮组机械效率的影响因素(控制变量法的应用)
(1)探究滑轮组的机械效率与物重的关系(控制滑轮组__________________________相同，改变滑轮组所吊钩码的数量)
(2)探究滑轮组的机械效率与动滑轮的重力大小的关系(控制滑轮组____________________________相同，换用重力不同的动滑轮)
(3)探究滑轮组的机械效率与所提重物高度的关系(控制______________________相同，所提物体重力相同，改变提升重物的高度)
4. 实验结论：在其他条件相同时，动滑轮越重，机械效率越________；在绳子所能承受的范围内，所吊物体越重，机械效率越________．
动滑轮的重力及绕线方式
绕线方式及所吊钩码的数量
同一滑轮组的绕线方式
低
高
5. 实验注意事项：
(1)弹簧测力计沿竖直方向匀速拉动绳子的目的(_____________________________________)
(2)滑轮组机械效率的影响因素(物体的重力、绳子与滑轮间的摩擦力、
______________)
(3)提高滑轮组机械效率的方法(增加提升物体的重力、减小动滑轮重力、减小机械间的摩擦)
使拉力大小等于弹簧测力计的示数
动滑轮的重力
一题多设问
例1 某小组在“测滑轮组机械效率的实验”中得到的数据如表所示，实验装置如图所示.
设计与进行实验
(1)除了如图所示器材和弹簧测力计外，还需要的测量工具是________.
(2)实验中应沿竖直方向__________________缓慢拉动弹簧测力计.
(3)小组同学发现实验过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，应该静止读数．你认为他的想法________(选填“正确”或“不正确”)，理由是___________________________________________________.
刻度尺
匀速(或均匀直线)
不正确
他没有考虑到摩擦力(或摩擦)对滑轮组机械效率的影响
(4)分析表中数据可知第4次实验是用________(选填“丙”或“丁”)图所示装置做的实验，请将表中的两个数据填写完整.
实验 次数 钩码重G/N 钩码上升高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动距离s/m 机械效率η
1 4 0.1 2.7 0.2 74%
2 4 0.1 1.8 0.3 74%
3 8 0.1 3.2 0.3 83%
4 8 0.1 2.5 ______ ______
丁
0.4
80%
分析论证
(5)通过比较________两次实验数据可得出结论：使用同一滑轮组提升同一重物时，滑轮组的机械效率与绳子段数无关．(填实验次数的序号)
(6)通过比较________两次实验数据可得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越重，滑轮组机械效率越高．(填实验次数的序号)
(7)通过比较3、4两次实验数据可得出结论：__________________________________________________________________________________________________________________________________________.
1、2
2、3
不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越轻，滑轮组机械效率越高(不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮的个数越多，滑轮组的机械效率越低)
交流与评估
(8)(2023青岛改编)该小组同学利用图甲的滑轮组
提升相同的物体时，增加物体匀速上升的速度，
滑轮组的机械效率________(选填“变大”、“变
小”或“不变”).
(9)不计绳重及摩擦阻力，在第1、2次实验中，动滑轮的重力是______N.
(10)(2023淄博改编)在第3次实验中，拉力F做的额外功为________J.
(11)(2023邵阳改编)小明分析实验数据时，发现通过比较第2、4次实验数据，也能得出滑轮组机械效率与重物重力的关系．请你对小明同学的观点进行评估：_____________________________________.
不变
1.4
0.16
没有控制动滑轮重力不变，结论不可靠
(12)(2023黄石改编)根据表格中的数据分析可知：随着物重的增大，额外功________(选填“变小”、“变大”或“不变”)，原因是__________________________________________________________________________.
(13)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，机械效率就变化了．你认为________的看法是正确的.
变大
随着物重的增加，滑轮与轴之间的摩擦力增大，克服摩擦力做的额外功增加
小明
创新设问
(14)(实际应用)小明通过分析表格中的数据，得到了提高滑轮组机械效率的方法．汽车作为一种“机械”，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________与本实验(6)的结论是同理的.
方法一：鼓励人们“拼车”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；
方法三：经常给汽车做保养，保持良好润滑.
一
实验
2
测量斜面的机械效率(淄博2023.22)
图示法过实验
1. 实验装置
2. 测量斜面的机械效率
(1)用弹簧测力计测量物体的重力G；
(2)用弹簧测力计沿斜面向上_______拉动物体，测量拉升物体时的拉力F；
(3)用刻度尺测出斜面的长度s和斜面的高度h；
(4)根据公式η＝ ×100%＝________，计算斜面的机械效率．
匀速
3. 探究斜面机械效率的影响因素(控制变量法的应用)
(1)探究斜面机械效率的大小与斜面倾斜程度的关系(控制斜面的_________________________相同，改变斜面的倾斜程度)
(2)探究斜面机械效率的大小与物体重力的关系(控制斜面的__________________相同，改变物体的重力大小)
(3)探究斜面机械效率的大小与斜面粗糙程度的关系(控制斜面的_______________________相同，改变斜面的粗糙程度)
4. 实验结论：其他条件不变时，斜面的倾角越小，机械效率越________；在其他条件不变时，斜面越光滑，机械效率越________；斜面的机械效率与斜面的长度、物体的重力等因素无关．
度与物体的重力
粗糙程度与倾斜程度
倾斜程度与物体的重力
低
高
粗糙程
一题多设问
例2 小华同学对“斜面的机械效率跟什么因素有关”这一课题提出了一些值得探究的猜想：斜面的机械效率跟：
A. 斜面的倾斜程度有关；
B. 斜面的粗糙程度有关；
C. 斜面的长度有关；
D. 物体的重力有关.
他为了证实其中的部分猜想是否正确，自己设计了如图所示的装置，并将实验数据记入下面表格.
实验 序号 斜面 倾角 斜面粗糙程度 物重 G/N 斜面高度h/m 沿斜面拉力F/N
1 30° 玻璃 7 0.5 4.9
2 30° 木板 7 0.5 6.0
3 30° 毛巾 7 0.5 6.5
4 20° 木板 7 0.34 4.9
5 15° 毛巾 7 0.26 5.1
实验序号 斜面长度s/m 有用功W有/J 总功W总/J 机械效率η(%)
1 1 3.5 4.9 71.4
2 1 3.5
3 1 3.5 6.5 53.8
4 1 2.38 4.9 48.6
5 1 1.82 5.1 35.7
设计与进行实验
(1)沿斜面拉动物体时，应使其做________运动．实验时要使木板的倾斜角度变大，应该把木板下面的木块向______(选填“左”或“右”)移动.
分析论证
(2)在第2次实验中，拉力做的总功是____J，斜面的机械效率是_______%.
(3)通过对比实验1、2、3的数据，可验证猜想________(填写字母).
(4)通过对比实验2、4或3、5的数据，可以得出的探究结论是：当斜面的粗糙程度一定时，斜面的倾斜程度越大，斜面的机械效率越________.
(5)若要验证猜想D，应控制斜面的倾斜程度和__________________不改变.
匀速直线
左
6
58.3
B
高
斜面的粗糙程度
交流与评估
(6)实验中用到的物理方法是______________.
(7)在斜面高度和粗糙程度一定时，比较表中“物重”和“____________”两栏对应的数据，可知斜面是一种________(选填“省力”或“费力”)的简单机械.
控制变量法
沿斜面拉力
省力
(8)(2020北部湾改编)同桌小明用和小华一样的实验装置探究斜面的机械效率．他发现斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和摩擦有关，与物重无关．保持斜面倾斜程度不变，可以采用_________________________的方法减小摩擦，从而提高斜面的机械效率．某次实验测得物重G＝4 N、斜面长s＝1 m、高h＝0.2 m，若机械效率η＝80%，则物体在斜面上受到的摩擦力为________N.
(9)(2020河北改编)试列举出生活中利用斜面的一个实例：________.
减小接触面的粗糙程度
0.2
盘山公路
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