2020-2021学年苏科版九年级物理上11.5机械效率学案

2020-2021学年苏科版九年级物理上11.5机械效率
学员姓名：
年
级：初三
辅导科目：
课时数：
学科教师：
班主任：
授课日期
授课时段
组长签字
授课类型
T
C
T
星级
★★
★★★
★★★★
教学目的
理解机械效率，知道机械效率的影响因素；掌握机械效率的相关计算公式，争取熟练运用。
重点难点
教学内容
要点提纲：知识点：机械效率1.有用功：为达到目的必须做的功2.额外功：为达到目的不需要做但不得不做的功3.总功：为达到目的实际做的功
=
+4.机械效率：有用功与总功的比值η=
/
有用功、总功、额外功的含义及各自的计算式.A.有用功(W有)
指机械克服有用阻力所做的功(对我们有用的功).求有用功W有,要看使用机械的目的.①
对于竖直方向上提升重物,目的是克服重力做功,故
W有＝Gh；②
对于水平方向匀速拉(推)物体,目的是克服摩擦阻力做功,故
W有＝f阻s物.B.总功
(W总)
指动力对机械所做的功.其表达式为:W总＝Fs.(F为直接作用在机械上的力)C.额外功(W额)
指机械克服额外阻力(对我们无用但不得不做的)所做的功.对于只计滑轮的重而言,W额＝G轮h.填空题（每空一分，共14分）1、利用动力臂是阻力臂3倍的杠杆将重为600N的物体举高，若手向下的压力为250N，手下降的高度使30cm，则人做的有用功是_______J，该杠杆的机械效率为_________。2、利用一个由5股绳子组成的滑轮组把重为200N的物体送到高处，当绳子的自由端移动了25m时，要做250J的额外功，则有用功是______J，滑轮组的机械效率是______，提起货物用的拉力是_______N。3、如图所示的滑轮组物重为350N，动滑轮重为40N，绳重和摩擦不计，若该重物匀速升高3m，则拉力F为_
__N，额外功是____J，滑轮组的机械效率是_____，若整个装置不变，提起的重物减少20N，那么该装置的机械效率将_____（选项“变大”、“变小”或“不变”）4、一个由两个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组吊起100N的重物，已知滑轮组的机械效率为80%，当物体升高2m时，拉力做的功是____J，动滑轮重为_______N。5、如图所示，用一个滑轮拉着一物体A以0.45m/s的速度在水平面上作匀速直线运动，A重为20N，受到摩擦力是物体重力的0.2倍，水平拉力F为2.5N，则在2s内拉力做的功是_____J，此装置的机械效率为____________。二、选择题（每题2分，共28分）1．下图中，属于费力杠杆的是
(
)2．在如图所示的四种情境中，人对物体做功的是
(
)3．如图所示，调节杠杆在水平位置上平衡后，在杠杆的a处挂上两个钩码，要使杠杆在水平位置重新平衡，则在杠杆b处应挂的钩码数是(杠杆每格等距，钩码规格相同)(
)
A．1个
B．2个
C．
3个
D．4个4．山区的公路环绕山坡盘山而上，车辆沿着盘山公路向上行驶时可以
(
)A．省力
B．省功
C．省时间
D．省距离5．不等臂直杠杆在动力和阻力作用下，已处于平衡状态，采用下列办法不能使杠杆平衡
的是
(
)
A．在杠杆上再施加一个力，使这个力的作用线通过杠杆的中点，但不通过支点
B．在杠杆上再施加一个力，使这个力的作用线通过支点C．使动力和阻力同时减小到原来的
D．使动力臂和阻力臂同时变为原来的2倍6．60
kg的人站在跷跷板某一位置时，跷跷板处于如上图所示的平衡状态．由此可估测球的质量约为
(
)
A．20
kg
B．30
kg
C．60
kg
D．120
kg7、关于机械效率下列说法中正确的是（
）A、机器的功率越大，机械效率越高
B、机器做功越多，机械效率越高C、没有摩擦机械效率一定是100%
D、额外功在总功中占的比例越小，机械效率越高8、两台机器的机械效率分别是η甲=75%,η乙=60%，当它们各自做的有用功之比为W甲：W乙=3:4时，两台机器各自的总功之比为（
）A、3:5
B、3:4
C、4:5
D、15:169、影响滑轮组机械效率的主要因素有（
）（1）物体重
（2）动滑轮个数
（3）绳子的股数
（4）物体被提升的高度A、（1）（2）
B、（1）（3）
C、（2）（3）
D、（1）（4）10、一个工人用如图所示的滑轮组提起2000N的货物，所用的拉力是800N，绳子的自由端被拉下4m，下列说法中正确的是（
）A、总功是3200J，机械效率是40%
B、有用功是8000J，机械效率是40%C、有用功是3200J，机械效率是62.5%D、总功是3200J，机械效率是62.5%11、用三种不同的机械将同一物体举高相同的高度，如果机械效率η1<η2<η3，下列说法中正确的是（
）A、W总1B、W总1>W总2>W总3
C、W总1=W总2=W总3
D、无法确定12、用滑轮或滑轮组提起同一重物，如图所示，已知每个滑轮都相同，其中机械效率最高的是（
）13、某同学“测定滑轮组机械效率”的实验中，如果被提升钩码数目相同，下列说法正确的是（
）A、动滑轮个数越多越省力，机械效率越高B、动滑轮个数越多越费力，机械效率越高C、动滑轮个数越多越省力，机械效率越低D、机械效率由机械本身的结构决定与动滑轮个数无关14、如图所示的是工人师傅在往高处运送货物的两种方法。物重均为500N，滑轮重均为10N，不计摩擦和绳重，下列说法中正确的是（
）A、（a）图中的拉力等于（b）图中的拉力
B、（a）图中的拉力小于（b）图中的拉力C、（a）图中的机械效率小于（b）图中的机械效率D、（a）图中的机械效率大于（b）图中的机械效率专题概述。
一、计算机械效率的各种变形式.A.在竖直方向上提升物体,η＝＝＝＝
(对于杠杆:n＝s/h＝；对于滑轮组:n＝s/h,s为动力移动的距离,h为物体提升的高度)注:若只计动滑轮的重,则F＝(G+G轮)/n,机械效率η还可等于,即η＝
.B.在水平方向上拉动物体,η＝＝
(s物为物体移动的距离,s动力为拉力移动的距离)
二、如何提高机械效率?由η＝＝可知:A.当W有一定时,减少W额,可提高效率.比如影响滑轮组效率的因素有:动滑轮和绳重；绳与轮之间的摩擦.所以,我们可以使用轻质材料做动滑轮或尽量减少动滑轮的个数；还可通过加润滑油来减少轴处的摩擦及使用较细的绳子等措施,以此来提高它的效率.B.当W额一定时,增加W有,可适当提高机械效率.比如,对于同一滑轮组(额外功不变),增加所提物体的重,
就会越大,机械效率就会越高.总之,对于滑轮组而言,要提高效率,可增加有用功的同时尽量减小额外功.C.注意事项①
机械效率与功率的区别功率是表示机械做功的快慢,功率大只表示机械做功快；机械效率是表示机械对总功利用率高低的物理量,效率高只表示机械对总功的利用率高.因此,功率大的机械不一定机械效率高,如内燃机车的功率是4210W,但它的效率只有30—40%；而机械效率高的机械,它的功率不一定就大,如儿童玩具汽车的电动机效率可达80%,但功率只有几瓦.②
机械效率的高低与机械是否省力无内在联系,不能认为越省力的机械效率就越高.1、某人用300N的拉力。在0.5min内用如图所示的滑轮组将900N的重物匀速提高1m，若摩擦和绳重不计，问：（1）人拉绳子的功率多大？（2）该滑轮组的机械效率多大？（3）两个动滑轮的总重多大？2、如图所示，用力F拉着重200N的物体，使物体在水平桌面上以0.2m/s的速度作匀速直线运动，若物体和地面间摩擦力为60N，此时动滑轮机械效率为80%，求：（1）拉力F是多少？（2）经过5s钟拉力做的功？
3、一辆质量为500kg的汽车，在平直的公路上以72km/h的速度匀速行驶，汽车受到的阻力为车重的1／10。求：（1）汽车牵引力在5min内做的功和此时汽车的功率是多少？（2）汽车重力做的功是多少？(g取10
N／kg)(1)
3×106
J
1×104
W
(2)
0
J4、如图所示为“测量滑轮组机械效率”的实验装置，钩码总重6
N，弹簧测力竖直向上匀速拉动细绳时的示数如图所示，若钩码在3
s内上升0．3
m。(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)弹簧测力计拉力做功的功率为多大?(3)该滑轮组的机械效率为多大?(4)若在原来的钩码下再增挂两个钩码，该滑轮组的机械效率将如何变化?(1)
2.4N
(2)0.72W
(3)83.3%
（4）增大5、随着城市建设进程的加快，出现了许多高层建筑，电梯是高层建筑的重要组成部分．某电梯公寓的电梯某次在竖直向上运行的过程中，速度随时间变化的情况如图所示，忽略电梯受到的空气阻力和摩擦阻力，向上运行的动力只有竖直向上的电动机拉力，电梯箱和乘客的总质量为600
kg，g取10N／kg．求：
(1)电梯在匀速运动阶段上升的高度h1是多少?拉力F1做了多少功?
(2)电梯在加速阶段的平均速度等于该阶段速度的最大值和最小值的平均值．已知在
加速阶段，电动机的拉力F2做了11520
J的功，求加速阶段电动机拉力F2的大小?(3)电梯开始向上运动后经过64
s，电动机的拉力的平均功率是多少?(1)h1＝48m，
W1＝2．88×105
J，
(2)
7200
N
(3)
4．68×103W6、在“探究杠杆平衡条件”的实验中，
(1)实验前，先把杠杆的中点支在支架上，发现左端下降，应将平衡螺母向______调节，使杠杆在______位置平衡．(图中杠杆上每格距离相等)
(2)实验中，改变支点两侧的钩码位置和个数，一般要做三次实验，得到三组数据并进
行分析，这样做的目的是________________________________________________．
(3)如图所示，杠杆处于平衡状态．如果在支点两侧的钩码下方分别再挂一个等重的钩
码后，杠杆________
(能／不能)保持平衡．(1)
右
水平
(2)多次实验寻找杠杆平衡的普遍规律
(3)不能7、小明用若干个相同的滑轮以不同的方式组合成甲、乙两个不同的滑轮组，分别做测定滑轮组机械效率的实验，得到的数据如下表所示．(g取10
N／kg)滑轮组钩码的质量／g钩码上升的高度／m弹簧测力计的示数／N弹簧测力计移动的距离／m有用功／J总功／J机械效率甲2000.11.50.20.20.3乙2000.21.00.8（1）该实验的实验原理是________________________________．（2）小明_______拉动弹簧测力计使钩码________升高，并由弹簧测力计读出拉力的大小。(3)请你帮小雪填写表中空格．(4)由数据分析可知，滑轮组乙至少是由_______个定滑轮和_______个动滑轮组成的．
(5)甲、乙两个滑轮组的机械效率不同的原因是______________________________．(1)
×100％
(2)竖直
匀速
(4)66．7％
0．4
0．8
50％(4)1
2
(5)动滑轮的重力不同8、小芳同学设计了一个高度可调节的斜面来探究斜面的省力情况、斜面的机械效率与斜面的倾斜程度之间的关系，如下图所示。她首先测出小车重，然后用弹簧测力计沿斜面拉动小车，调节斜面倾斜角θ的大小多次测量，得到下表所示的数据：斜面倾斜角θ小车重G/N斜面高h/m斜面长S/m拉力F/N有用功W有/J总功W总/J机械效率η12°50.212.12.148%30°50.513.62.569%45°50.714.33.54.381.4％(1)实验过程中拉力的方向应
。⑵
分析上表中的数据，可以得出的探究结论是：斜面倾斜角θ越
，斜面越省力，斜面的机械效率越
。若想探究斜面的机械效率与物重的关系，则要保持
、
不变，只改变
。(1)平行于斜面向上
(2)小
低(3)粗糙程度
倾斜程度
物体的重力9、某同学做“测定滑轮组机械效率”的实验时，实验桌上有下列器材：A.铁架台
B.钩码
C.天平
D.定滑轮和动滑轮各若干
E.长约2米的绳子
F.秒表（1）以上器材中属于多余的是_____________；所缺少的两件主要器材是__________和__________。（2）实验操作时，必须_________________拉动弹簧测力计，使钩码上升。（3）若实验时加速向上拉动弹簧测力计测得的机械效率______（选填“偏大”或“偏小”）。（4）实验测出弹簧测力计示数为0.5N，钩码重2N，钩码上升的高度为0.1m，动力移动的距离是0.5m，则该同学们选用了图中的______滑轮组。（选填“甲”或“乙”）（5）该滑轮组的机械效率η=___________。画出该滑轮组的组装情况。（6）若甲、乙滑轮组中每个滑轮的规格相同，吊起相同的物体，则较省力的是_____装置，机械效率较高的是________装置（选填“甲”、“乙”）。1.钓鱼时，钓鱼竿可看成一根杠杆，如图，它是一个________杠杆，其支点位于图中的________点．要使钓起鱼时省力一些，则钓鱼者两只手之间的距离应_________
(增大／减小)一些．如图所示，A装置是_______
(定／动)滑轮；若用30
N的拉力将旗帜匀速提升10
m，则拉力所做的功为_______J(不计摩擦)．放在水平桌面上重G＝4
N的木块，在F＝3
N的水平拉力作用下，5
s内运动了2
m，在这个过程中，重力G对物体做的功为______J，拉力F对物体做的功为_____J，拉力F做功的功率为______W．如图所示是某护城河上的一座吊桥．设吊桥的重力对转轴O的力臂为l1，绳子拉吊桥的力为F，拉力F对转轴O的力臂为l2，如果绳重、摩擦及风的阻力不计，那么在守桥士兵将吊桥由水平位置缓慢拉至图中虚线竖直位置的过程中，l1____，F________．（增大／不变／减小）5．如图所示，杠杆AB可绕O转动，绳AD连在以A为圆心的弧形导轨MN上，D可在MN上自由滑动，当绳的D端从N向M滑动过程中，杠杆仍保持平衡，则AD对杠杆的拉力变化情况是____________。6如图所示，水平台上的物体A重50N，在水平向右的拉力F的作用下以5cm/s的速度做匀速直线运动，此时弹簧测力计的示数为10N，若滑轮重及绳与滑轮之间的摩擦忽略不计，则拉力F为______牛，物体A受到的摩擦力为______牛，拉力的功率为______W。7、甲、乙两位同学运用如图所示的实验装置测得了滑轮组的机械效率，在向同学交流结果时，老师提出：如果各组所用滑轮和串绕绳子的方式不变，改变其他因素是否会影响它的机械效率呢？大家积极思考，提出了各种猜想，概括起来有如下几种。猜想一：可能与匀速提升的速度大小有关。猜想二：可能与被提升的钩码重有关。猜想三：可能与匀速提升的速度大小和被提升的钩码重都有关。猜想四：可能与钩码被提升的高度有关。甲、乙两同学分别根据各自的猜想进行了探究，实验记录如下表：（1）请帮助乙同学完成表中的一项计算。（2）请根据他俩的实验记录分别在表中写出探究结果。甲同学实验记录：
物理量控制因素钩码重/N绳子拉力/N机械效率/%较小提升速度104.279较大提升速度10478探究结果乙同学实验记录：
物理量控制因素钩码重/N绳子拉力/N机械效率/%大致相同的速度104.279.4106.0探究结果（3）归纳他俩的实验探究，你所得到的结论是_____________________________。
1、在如图所示的四种情景中，人对物体没有做功的是（
）2、如右上图所示，杠杆可绕O转动，现在B端挂一重为G的物体，在A端施加一个作用力F，使其在如图位置平衡，则（
）
A、F一定大于G
B、F一定等于G
C、F一定小于G
D、F可能小于G3、重型机械未到达时，已脱险的人和专业救援人员可利用简易工具对压埋在废墟中的人进行救援。图中的工具与原理不相符的是（
）钢丝钳一费力杠杆
B.撬棒一省力杠杆
C．葫芦吊一滑轮组
D．气垫一气体压强4、我们以正常的速度上楼，所用的功率大约为（
）
A.10W
B.100W
C.1000W
D.10000W5、小文同学采用如图所示的两种不同的方式将同一货物搬运到同一辆汽车上，其中说法正确的是（
）A、甲种方法克服重力做功多B、乙种方法更省力C、两种方法机械效率相等
D、两种情况下，货物机械能都增加6、如右图所示，将同一物体分别沿光滑的斜面AB、AC以相同的速度从底部匀速拉到顶点A，已知AB>AC，施加的力分别为F1和F2，拉力做的功分别为W1和W2，拉力功率分别为P1和P2，则下列判断中正确的是（
）
A.F1W1=W2
P1B.
F1>F2
W1>W2
P1>P2
C.
F1W1P1D.
F1W1=W2
P1>P27、在四川抗震救灾现场．一块水泥板质量为0.5
t，起重机在5
s内把它匀速提高2m，然后又用10s钟将它水平移动到50m以外的空旷场地上，此整个过程中（
）
A．起重机对水泥板所做的功为2.6×104J
B．起重机对水泥板所做的功为1×104J
C．起重机提升水泥板的功率为2×102
w
D．起求机的柴油机做功的功率为2×103w
8、小明同学利用圆珠笔杆、钢丝、细绳制成了如图所示的滑轮组用其匀速提升重物下列说法正确的是（
）A．拉细绳的力F等于钩码重力G的1/3B．拉细绳的力F等于钩码重力G的1/7C．
用该滑轮组提起不同的钩码，机械效率相同D．用该滑轮组提起不同的钩码，机械效率不同9、如图右所示，某人用一根轻质木棒挑着重为120N的物体站在水平地面上，木棒保持水平，棒AB长为1.2米，重物悬挂处离肩膀距离BO为0.8米，则手对木棒A端竖直向下的作用力大小为
N，要想省点力可以采用的措施是
。10、小李和大李用一根均匀的扁担抬一袋米如右图，大李心疼弟弟，为了减轻其负担，他可以
（写一种合理的做法），假如大李想承担3/5的力，那么小李的肩头到重物悬挂点O的距离与大李到重物悬挂点的距离之比是
。
11、图中挖土机挖土与人力挖土做功的时间相同，我们可以用比较做功多少的方法来比较他们做功的快慢，为了比较物体做功的快慢，还可以用另一种方法：做相同的功，比较
；一般挖土机等大型机械在工作时，运动速度都很慢，这是因为：
。12、一物体质量为18kg，其所受重力为
N．如图所示，小明用定滑轮将该物体在4s内匀速提高2m．所用拉力为200N．此过程中，小明做的有用功是
J，定滑轮的机械效率是
，拉力的功率是
w．(取g＝10N/kg)13、如右图所示，用滑轮组匀速提升物体A时，弹簧测力计的示数为
N，如果不计滑轮重和摩擦，物体A的重力为
N。若动滑轮重为4N，则该装置的机械效率为
，如果将A换成质量更大的物体，机械效率将
（变大/变小/不变）。14、如图甲所示的滑轮组，每个滑轮等重。不计绳重和摩擦，物体重G1从200N开始逐渐增加，直到绳子被拉断。每次均匀速拉动绳子将物体提升同样的高度。图乙记录了在此过程中滑轮组的机械效率随物体重力的增加而变化的图像。(1)每个滑轮重多少N？(2)绳子能承受的最大拉力是多少N？(3)当滑轮组的机械效率为80％时，物体重多少N？
知识模块1
精典例题透析
D
C
B
A
知识模块2
精典例题透析
即时小测
作业：能力提升训练
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