《简单机械》 第4课时 练习
选择题
1. 关于机械效率,下列说法中正确的是 ( )
A. 机械做功越快,机械效率越高
B. 机械所做的总功越少,机械效率越高
C. 机械做的有用功在总功中占的百分比越大,机械效率越高
D. 使用机械时,所用动力跟物重的比值越小,机械效率越高
2．如图所示,斜面长6 m,高3 m,用沿斜面向上、大小为100 N的拉力F使物体在5 s内沿斜面移动了2 m,下列说法中正确的是 ( )
A. 滑轮组的机械效率是40% B. 物体重300 N
C. 拉力F做的功是600 J D. 拉力F的功率是40 W
3．工人师傅用如图所示的滑轮组,将重为800 N的物体缓慢匀速竖直提升3 m,人对绳端的拉力F为500 N,不计绳重和滑轮转轴处的摩擦,则( )
A. 绳子自由端移动的距离为9 m B. 动滑轮的重力为200 N
C. 人通过滑轮组做的有用功为1 500 J D. 滑轮组的机械效率为53.3%
4．用如图所示的装置研究滑轮组机械效率,下列说法不正确的是( )
A. 弹簧测力计通常要竖直向上匀速拉动
?B. 测量机械效率的原理:η=×100%???
?C. 机械效率与动滑轮重力的大小有关??
??D. 提高机械效率可以通过减小钩码的重力来实现??
5．如图所示，斜面长10m，高4m，用沿斜面方向的推力F，将一个质量为50kg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(g取10N/kg)，下列说法正确的是( )
A. 机械效率为80% B. F=300 N
C. 摩擦力为100 N D. 条件不足无法计算
6．如图所示,小明探究滑轮组的机械效率,动滑轮重1?N,用3?N的拉力F通过该滑轮组匀速拉起重4?N的物体,物体沿竖直方向上升0.2?m。此过程中,额外功和机械效率分别是?( ) ?
A. 0.2?J 83.3%?????????????B. 0.2?J 80%?????????????C. 0.4?J 80%?????????????D. 0.4?J 66.7%?????
7．两个滑轮组如图所示,已知每一个动滑轮的重相同,均为G0,摩擦力和绳重不计,用它们匀速提起同一重为G=5G0的物体时,甲、乙两个滑轮组的机械效率之比为( ).
A. 6:7 B. 7:6 C. 5:6 D. 5:7
8．如图所示,用相同的滑轮组成甲、乙两个滑轮组,分别将同一物体在相同时间内匀速提升相同高度,若不计绳重和摩擦,比较甲、乙两滑轮组,下列说法正确的是 ( )
A. 甲的拉力大 B. 乙的额外功少
C. 甲的拉力功率大 D. 乙的机械效率低
二、填空题
9. 利用动滑轮把重30?N的物体竖直向上提升5?m,所用拉力是20?N,拉力所做的功是 J;动滑轮的机械效率是 。
10．如图所示是一种小型千斤顶的示意图,当手往下压动摇臂时,能把重物抬高一段较小的距离,工人在4?s时间内用100?N的力竖直向下压动摇臂1?m,把1?000?N的重物匀速抬高8?cm。则重物上升的速度为 m/s,人做的功为 J,千斤顶的效率是 %。? 11．如图所示,用滑轮组将1.5?kg的物体匀速提高0.5?m,拉力F为10?N,则有用功为 J,滑轮组机械效率为 。若增加所提物体的重力,滑轮组机械效率 (填“变大”“变小”或“不变”)。(不计绳重和摩擦,g取10?N/kg)?
三、解答题
12．如图所示,斜面长s=1.5?m,高h=0.3?m。建筑工人将重G=500?N的货物箱,用绳子从地面匀速拉到顶端时,沿斜面向上的拉力F=150?N。忽略绳子重力。求: ?
(1)该过程拉力F做的功;
(2)该装置的机械效率;
(3)货物箱在斜面上受的摩擦力大小。
13．如图是建筑工人用滑轮组提升建筑材料的场景,在10?s的时间内,工人师傅用竖直向上的拉力将建筑材料匀速提升了1?m,已知拉力F为400?N,建筑材料的重力G为900?N,求这个过程中: ?
(1)绳子自由端移动的距离;
(2)此滑轮组的机械效率;
(3)拉力F的功率。
《简单机械》第4课时练习答案
1、【答案】C
2、【答案】C
3、【答案】B
【解析】由图可知,滑轮组中由2段绳子承担物体和滑轮的总重力,即n=2,绳子自由端移动的距离s=2h=2×3?m=6?m,动滑轮的重力G动=2F-G物=2×500?N-800?N=200?N,故A错误、B正确;人所做得有用功W有=Gh=800?N×3?m=2?400?J,故C错误;人所做的总功W总=Fs=500?N×6?m=3?000?J,滑轮组的机械效率η=×100%=×100%=80%,故D错误。
4、【答案】D
【解析】在实验操作中应竖直向上匀速拉动弹簧测力计,这样弹簧测力计处于平衡状态,弹簧测力计的示数等于拉力的大小,选项A正确;测量机械效率的原理:?η=×100%,选项B正确;图中滑轮组的机械效率与动滑轮的重力有关,选项C正确;在物重一定的条件下,动滑轮越重,机械效率越低,减小钩码的重力,在额外功相同的情况下,有用功减小,有用功占总功的百分比减小,滑轮组的机械效率减小,选项D错误。
5、【答案】A
【解析】拉力F做的有用功为W有用=Gh=mgh=50kg×10N/kg×4m=2000J；W总=W额外+W有用=2000J+500J=2500J；斜面的机械效率η=W有用/W总=2000J/2500J=80%；故A正确；由W总=Fs可得：F=W总/s=2500J/10m=250N；故B错误；摩擦力f=W额外/s=500J/10m=50N，故C错误；因为A正确，所以D错误；故应选A。
6、【答案】D
【解析】本题考查的是机械效率和额外功的计算.s=nh=2×0.2?m=0.4?m;W总=Fs=3×0.4?m=1.2?J;W有用=Gh=4×0.2?m=0.8?J;额外功W额外=W总-W有用=1.2?J-0.8?J=0.4?J;机械效率η=×100%=×100%=66.7%.正确选项为D.
7、【答案】?B
【解析】F1=(5G0+G0)=3G0, ?F2=(5G0+2G0)=G0,?η1=×100%=×100%=×100%=,?η2=×100%=×100%=,?==,所以B正确.
8、【答案】A
【解析】不计绳重及摩擦,绳子自由端受到的拉力F=,n甲=2,n乙=3,故绳子受到的拉力:F甲=,F乙=,故F1>F2,选项A正确;因为动滑轮重相同,并且提升的物体受到的重力和高度相同,W额=G动h,W有用=Gh,所以甲、乙滑轮组做的有用功相同、额外功相同、总功相同,选项B错误;由公式P=知,甲、乙的拉力做功相同,时间相同,故两者做功的功率相同,选项C错误;由η=可得,甲、乙两滑轮组的机械效率相同,选项D错误。
9、【答案】200 75%
【解析】由题意知n=2,物体上升的高度h=5?m,则绳子自由端移动的距离s=2h=2×5?m=10?m,提起物体所做的有用功W有=Gh=30?N×5?m=150?J,提起物体所做的总功W总=Fs=20?N×10?m=200?J,则滑轮组的机械效率η=×100%=×100%=75%。
10、【解析】重物在4?s内上升8?cm,重物上升的速度v===0.02?m/s;人做的总功W总=Fs=100?N×1?m=100?J,?有用功W有=Gh=1?000?N×0.08?m=80?J,千斤顶的效率η==×100%=80%。
11、【答案】7.5 75% 变大
【解析】由图可知,n=2,则拉力端移动距离s=2h=2×0.5?m=1?m,有用功为W有用=Gh=mgh=1.5?kg;拉力做的总功为W总=Fs=10?N×1?m=10?J,滑轮组的机械效率η=×100%=×100%=75%;增加所提物体的重力时,有用功增大,而摩擦不计、动滑轮重不变,额外功不变,有用功在总功中所占的比例增大,滑轮组的机械效率将变大。
12、(1)【答案】该过程拉力F做的功W=Fs=150?N×1.5?m=225?J
(2)【答案】有用功W有=Gh=500?N×0.3?m=150?J ?该装置的机械效率η==×100%=66.7%
(3)【答案】额外功W额=W-W有=225?J-150?J=75?J ?货物箱在斜面上受的摩擦力大小F摩===50?N
(2)【答案】有用功:W有=Gh=900?N×1?m=900?J, ?总功:W总=Fs=400?N×3?m=1?200?J, ?此滑轮组的机械效率: ?η=×100%=×100%=75%;
(3)【答案】拉力F的功率:P==120?W。
浙教版科学九年级上册《简单机械》
第4课时教学设计
课题
简单机械
单元
3
学科
科学
年级
九
学习
目标
(1) 了解什么是有用功、额外功、总功。
(2) 理解机械效率的概念，会利用公式η=W有用/W总进行有关计算，知道机械效率小于1.
(3) 知道提高机械效率的主要方法。
重点
有用功、额外功、总功、机械效率概念教学和对影响机械效率的因素探究；
难点
在实例中有用功、额外功、总功的确定，对影响机械效率的因素的理解。
教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
导入新课
思考讨论
机械的使用给人们的工作带来许多方便， 为什么使用机械做功比不用机械做功多？
因为在使用机械时，我们做了一些并不希望做的功。所以使用机械做功比不用机械做功多。
即机械存在着效率问题，这节课，我们就来学习机械效率。
学生思考讨论
为什么使用机械做功比不用机械做功多？
让学生明白任何机械都不省功，引出机械效率
讲授新课
一、机械效率
1、有用功、额外功、总功
思考讨论：如图所示，利用动滑轮把重为G1 的物体提升h 高度的过程中所做的功是多少？
出示图片：动滑轮提升物体
（1）有用功（ W有）
使用机械时对人们有用的功。
W有＝ G1h，这是人们提升重物过程中必须要做的功，这部分功叫做有用功。
出示图片
(2)、额外功（W额）
利用机械时，人们不得不额外做的功叫额外功。
克服动滑轮自身的重力和动滑轮上的摩擦力做一定量的功，这部分功并非我们需要但又不得不额外做的功就是额外功。
出示图片
(3)、总功（ W总）：有用功与额外功的总和叫总功。
出示图片
W总=W有用+W额外
人的拉力F（动力）对动滑轮（机械）所做的功，就是总功。
W总= F动力S动力
F动力作用在机械上的动力
S动力动力作用点移动的距离
注意：由于存在额外功，因此，总功必定大于有用功。
练习：用水桶从井中提水时，所做的有用功是 ，额外功是 ，总功是 ；
答案：克服水的重力做功；克服桶的重力做功；
拉力所做的功。
思考与讨论
（1）在用动滑轮提升重物的过程中，除了克服动滑轮自重和摩擦力所做的额外功外，还需要做哪些额外功？你希望额外功大一些还是小一些？
参考答案：除了克服动滑轮自重和摩擦力所做的额外功还有克服绳子自身重力做功，额外功小一些较好。
（2）请从功是能量转化的量度的角度，对有用功、额外功和总功进行分析
（3）怎样描述机械工作时能量的利用率？
使用机械做功时，有用功在总功中所占的比例越大，说明利用机械工作的效率就越高，或者说机械工作时能量的利用率越高。为了描述机械工作时能量的利用率，科学上引入了机械效率。
2、机械效率
（1）定义：我们把有用功和总功的比值叫做机械效率（η）
η 为希腊字母，汉语拼音读做yita，机械效率习惯上用百分比表示。
（2）表达式为：
①机械效率通常用百分率表示没有单位 。
②有用功总小于总功，所以机械效率总小于100% 即：η<1
3、机械效率的意义
滑轮组的械效率是78%，它表示什么意思？
使用滑轮组提升重物时所做的有用功跟总功的比值是78%，也可以说有用功在总功中占有78 %，另外的22％是额外功。
机械效率是表示机械性能的一项重要指标。一般的滑轮组的机械效率为50%~70%，起重机的机械效率是40%~50%，抽水机的机械效率为60%~80%。
思考讨论：如何提高在使用机械时的效率？
减少机械自重、机械间的摩擦等，减小额外功；也可以在额外功一定时，增大有用功。
思考与讨论
机械功率与机械效率有什么区别？
机械效率：有用功与总功的比值，叫做机械效率。总功一定时，有用功越多机械效率越高。有用功越少机械效率越低。
机械功率：表示做功的快慢等于单位时间内所做的功。功率越大做功越快，单位时间做的功越多；功率越小做功越慢单位时间做的功越少。
二、斜面的机械效率
思考讨论：如图斜放的平板构成了一个斜面为什么搬运货物时要用斜面？
出示图片
斜面也是一种简单机械，利用它可以更省力地将货物从低处搬运到高处。
活动：测量斜面的机械效率
1、实验器材：长木板、木块、刻度尺、小车、弹簧测力计
2、实验步骤
①如图所示，将1块长木板的一端垫高，构成一个斜面，用刻度尺测出斜面的长s和斜面的高度h
②．用弹簧测力计测出小车的重力。
③．用弹簧测力计沿着斜面把小车从斜面底端匀速拉到顶端，读出弹簧测力计的读数。
④．改变斜面的倾斜程度，重复上述步骤2 次。
⑤．将测量结果记录在下面的表格中。
注意事项：①要匀速拉动物体; ②拉力要与斜面平行; ③及时记录数据。
3、测量斜面的机械效率记录表
斜面倾斜程度
小车重力/N
斜面高度/m
有用功/J
较缓
1N
0.1
0.1
较陡
1N
0.175
0.175
最陡
1N
0.24
0.24
拉力/N
斜面长/m
总功/J
机械效率
0.2
0.7
0.14
71.4%
0.3
0.7
0.14
83.3%
0.4
0.7
0.28
85.7%
4、斜面的机械效率视频
教师总结
结论：对光滑程度相同的斜面，斜面的倾斜程度越大，斜面的机械效率越高。
课堂练习
1、机械效率等于————————————, 因为有用功总是——————总功(填“大于”“等于”或“小于”),所以机械效率总是——————1(填“大于”“等于”或“小于”)。
2、某斜面长为S，高为h，有一重力为G的物体被拉力F沿斜面从底端匀速移至顶端。若物体所受阻力为f，则此时的有用功为____，总功为____，额外功为____，机械效率为____。
答案： Gh；Fs；fs；Gh/FS
3、建筑工人用如图所示的滑轮组,将重800 N的重物匀速提高5 m,拉力所做的功为4800 J,则该滑轮组的机械效率是 ( ).
A.67% B. 73%
C. 83% D. 100%
答案： C
4. 使用滑轮组提升重物,能提高机械效率的做法是 ( ).
A. 增加提升高度
B. 增加滑轮的重量
C. 提起更重的物体
D. 三种说法都对
答案： C
拓展提高
1、利用机械效率不同的三种机械,分别把同一物体提高相同的高度,若η1<η2<η3,则下列关系正确的是( ).
A. W总1B. W总1>W总2>W总3
C. W总1=W总2=W总3
D. 无法判断
答案： B
2、下面关于提高机械效率的说法正确的是( ).
A. 减轻机械自重是提高机械效率的唯一方法
B. 增大重物提高的高度可以提高机械效率
C. 改变绳子的绕法可以提高机械效率
D. 在可能的条件下,增加所提升物体的重量可以提高机械效率
答案：D
观察图片学生思考讨论
学生练习
小组思考与讨论并找代表回答
小组分析讨论
思考与讨论怎样描述机械工作时能量的利用率？
思考与讨论滑轮组的械效率是78%，它表示什么意思？
学生思考讨论：如何提高在使用机械时的效率？
思考与讨论
机械功率与机械效率有什么区别？
观察图片思考讨论：如图斜放的平板构成了一个斜面为什么搬运货物时要用斜面？
学生动手实验
学生记录数据并算出有用功、总功、机械效率
学生观看斜面的机械效率视频，并总结实验结论。
学生练习
让学生掌握有用功、额外功、总功
巩固有用功、额外功、总功
了解额外功的来源
理解有用功、额外功和总功与能关系
引入了机械效率
理解机械效率的意义
明白机械功率与机械效率是不同的科学概念
让学生认识斜面也是一种简单机械
锻炼学生的动手能力以及合作交流能力
锻炼学生的计算能力
锻炼学生的观察总结能力
巩固所学知识
课堂小结
1、有用功:使用机械时对人们有用的功。
3、总功：有用功与额外功的总和叫总功。
4、机械效率：我们把有用功和总功的比值叫做机械效率（η）。
5、对光滑程度相同的斜面，斜面的倾斜程度越大，斜面的机械效率越高。
板书
一、机械效率
1、有用功、额外功、总功
（1）、有用功:使用机械时对人们有用的功。
（2）、额外功：利用机械时，人们不得不额外做的功叫额外功。
（3）、总功：有用功与额外功的总和叫总功。
二、斜面的机械效率
对光滑程度相同的斜面，斜面的倾斜程度越大，斜面的机械效率越高。
课件31张PPT。简单机械科学浙教版 九年级上新知导入机械的使用给人们的工作带来许多方便， 为什么使用机械做功比不用机械做功多？因为在使用机械时，我们做了一些并不希望做的功。所以使用机械做功比不用机械做功多。即机械存在着效率问题，这节课，我们就来学习机械效率。思考讨论新知讲解一、机械效率
1、有用功、额外功、总功思考讨论：如图所示，利用动滑轮把重为G1 的物体提升h 高度的过程中所做的功是多少？新知讲解W有＝ G1h，这是人们提升重物过程中必须要做的功，这部分功叫做有用功。（1）有用功（ W有）使用机械时对人们有用的功。G1新知讲解克服动滑轮自身的重力和动滑轮上的摩擦力做一定量的功，这部分功并非我们需要但又不得不额外做的功就是额外功。(2)、额外功（W额）
利用机械时，人们不得不额外做的功叫额外功。新知讲解(3)、总功（ W总）：有用功与额外功的总和叫总功。W总=W有用+W额外F人的拉力F（动力）对动滑轮（机械）所做的功，就是总功。新知讲解注意：由于存在额外功，因此，总功必定大于有用功。W总= F动力 S动力作用在机械上的动力动力作用点移动的距离练习：用水桶从井中提水时，所做的有用功是 ，额外功是 ，总功是 ；克服水的重力做功克服桶的重力做功拉力所做的功新知讲解思考与讨论1．在用动滑轮提升重物的过程中，除了克服动滑轮自重和摩擦力所做的额外功外，还需要做哪些额外功？你希望额外功大一些还是小一些？除了克服动滑轮自重和摩擦力所做的额外功还有克服绳子自身重力做功，额外功小一些较好。新知讲解2．请从功是能量转化的量度的角度，对有用功、额外功和总功进行分析。有用功= 重物增加的势能额外功= +总功= 人提供的能量 动滑轮增加的势能摩擦产生的内能新知讲解使用机械做功时，有用功在总功中所占的比例越大，说明利用机械工作的效率就越高，或者说机械工作时能量的利用率越高。为了描述机械工作时能量的利用率，科学上引入了机械效率。3、怎样描述机械工作时能量的利用率？2、机械效率（1）定义：我们把有用功和总功的比值叫做机械效率（η）（2）表达式为：η 为希腊字母，汉语拼音读做yita，机械效率习惯上用百分比表示。新知讲解新知讲解①机械效率通常用百分率表示没有单位 。②有用功总小于总功，所以机械效率总小于100% 即：η<13、机械效率的意义滑轮组的械效率是78%，它表示什么意思？使用滑轮组提升重物时所做的有用功跟总功的比值是78%，也可以说有用功在总功中占有78 %，另外的22％是额外功。新知讲解思考讨论：如何提高在使用机械时的效率？机械效率是表示机械性能的一项重要指标。一般的滑轮组的机械效率为50%~70%，起重机的机械效率是40%~50%，抽水机的机械效率为60%~80%。减少机械自重、机械间的摩擦等，减小额外功；也可以在额外功一定时，增大有用功。新知讲解思考与讨论机械功率与机械效率有什么区别？机械效率：有用功与总功的比值，叫做机械效率。总功一定时，有用功越多机械效率越高。有用功越少机械效率越低。
机械功率：表示做功的快慢，等于单位时间内所做的功。功率越大做功越快，单位时间做的功越多；功率越小做功越慢单位时间做的功越少。新知讲解二、斜面的机械效率思考讨论：如图斜放的平板构成了一个斜面，为什么搬运货物时要用斜面？斜面也是一种简单机械，利用它可以更省力地将货物从低处搬运到高处。新知讲解活动测量斜面的机械效率1、实验器材：长木板、木块、刻度尺、小车、弹簧测力计2、实验步骤
①如图所示，将1块长木板的一端垫高，构成一个斜面，用刻度尺测出斜面的长s和斜面的高度h。新知讲解②．用弹簧测力计测出小车的重力。
③．用弹簧测力计沿着斜面把小车从斜面底端匀速拉到顶端，读出弹簧测力计的读数。
④．改变斜面的倾斜程度，重复上述步骤2 次。
⑤．将测量结果记录在下面的表格中。注意事项：
①要匀速拉动物体; ②拉力要与斜面平行；③及时记录数据。0.10.1750.240.140.280.1471.4%83.3%85.7%3、测量斜面的机械效率记录表最陡新知讲解0.240.40.70.10.20.1754、斜面的机械效率视频新知讲解结论对光滑程度相同的斜面，斜面的倾斜程度越大，斜面的机械效率越高。课堂练习1、机械效率等于——————————————————, 因为有用功总是——————总功(填“大于”“等于”或“小于”),所以机械效率总是——————1(填“大于”“等于”或“小于”)。有用功与总功的比值小于小于课堂练习2、某斜面长为S，高为h，有一重力为G的物体被拉力F沿斜面从底端匀速移至顶端。若物体所受阻力为f，则此时的有用功为____，总功为____，额外功为____，机械效率为 ____。GhFSf S课堂练习3、建筑工人用如图所示的滑轮组,将重800 N的重物匀速提高5 m,拉力所做的功为4800 J,则该滑轮组的机械效率是 ( ). C67%
B. 73%
C. 83%
D. 100% 课堂练习4. 使用滑轮组提升重物,能提高机械效率的做法是 ( ).
A. 增加提升高度
B. 增加滑轮的重量
C. 提起更重的物体
D. 三种说法都对C拓展提高1、利用机械效率不同的三种机械,分别把同一物体提高相同的高度,若η1<η2<η3,则下列关系正确的是( ).
A. W总1 B. W总1>W总2>W总3
C. W总1=W总2=W总3
D. 无法判断B拓展提高2、下面关于提高机械效率的说法正确的是( ).
A. 减轻机械自重是提高机械效率的唯一方法
B. 增大重物提高的高度可以提高机械效率
C. 改变绳子的绕法可以提高机械效率
D. 在可能的条件下,增加所提升物体的重量可以提高机械效率D课堂小结1、有用功:使用机械时对人们有用的功。
2、额外功：利用机械时，人们不得不额外做的功叫额外功。
3、总功：有用功与额外功的总和叫总功。
4、机械效率：我们把有用功和总功的比值叫做机械效率（η）。
5、对光滑程度相同的斜面，斜面的倾斜程度越大，斜面的机械效率越高。板书设计一、机械效率
1、有用功、额外功、总功
（1）、有用功:使用机械时对人们有用的功。
（2）、额外功：利用机械时，人们不得不额外做的功叫额外功。
（3）、总功：有用功与额外功的总和叫总功。板书设计二、斜面的机械效率
对光滑程度相同的斜面，斜面的倾斜程度越大，斜面的机械效率越高。作业布置作业：1、课后第6题。
2、预习第5节课物体的内能。谢谢21世纪教育网（www.21cnjy.com) 中小学教育资源网站 有大把高质量资料？一线教师？一线教研员？
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