教科版物理八下 11.4 机械效率 同步学案(含答案)

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名称 教科版物理八下 11.4 机械效率 同步学案(含答案)
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资源类型 教案
版本资源 教科版
科目 物理
更新时间 2021-02-03 14:33:11

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11.4机械效率
一、知识梳理
(一)有用功和额外功
1.三种功
(1)有用功:使用机械时,为完成工作目的必须做的功叫做____________.
(2)额外功:使用机械时,并非我们需要但又不得不做的功叫做____________.
(3)总功:______加上______是总共做的功,叫做总功.总功、有用功、额外功的关系是______.
2.三种功的关系:W总=____________.
4677410935355003.如图所示是小明利用动滑轮和水桶将沙子提升高度为h的情景,已知沙子、动滑轮、水桶的重力分别为G沙、G动、G桶,绳端的拉力为F,绳端移动的距离为s.若不计绳子的重力和摩擦,则W有用=______,W额外=______,W总=____________或W总=______;若考虑绳子的重力和摩擦,则W总=______,W额外=____________.
(二)机械效率
1.定义:物理学中把______与______的比值叫机械效率.
2.定义式:______.
3.理解机械效率:(1)机械效率常用______来表示,没有单位;
(2)因为存在额外功,有用功总______总功,所以机械效率总______1;
(3)机械效率的意义:机械效率是反映机械性能优劣的__________,用来表示机械对总功的______.效率越高,机械对总功的利用率就越高,做相同的有用功,需要的总功______,越节约能源,机械的性能就越好;
(4)提高机械效率的方法:________________________;________________________;
4.滑轮组的机械效率可表示为η=______或η=______;若有n段绳子吊着动滑轮,则η=______;若不计绳重和摩擦,则nF=____________,η=____________.
5.测量滑轮组的机械效率:(1)测量原理:____________;
(2)需要测量的物理量:______、______、(______、______);
(3)需要的测量工具:______、(______);
(4)提升钩码时应使弹簧测力计沿______方向做____________运动;
(5)影响滑轮组效率高低的因素:①物体重力,物体越重效率越______;②动滑轮重力,动滑轮越重效率越______;③绳重和摩擦,绳重和摩擦越大,效率越______.
二、易错分析
1.物体越重,滑轮越轻,效率越大.效率的高低与滑轮组省多少力、绕线方式、重物被提升的高度无关;
2.滑轮组不同用法时的功和机械效率:(如表所示)
做功
目的
有用功
(W有用)
总功
(W总)
额外功
(W额外)
机械
效率(η)
提升物体
G物h
Fs
Fs-G物h

平移物体
fs1
Fs2
Fs2-fs1

三、达标训练
1.卖茶杯的人,从货架上拿起茶杯;喝茶水的人,从桌面上端起盛茶水的茶杯,就两人克服茶杯重力做功的下列说法中正确的是( )
A.都是有用功 B.都是额外功
C.对喝茶的人而言是有用功 D.对卖茶杯的人而言是有用功
2.已知甲、乙两种机械在做功过程中,甲的机械效率比乙的机械效率大,这表明( )
A.甲做功比乙做功快 B.甲做的有用功比乙做的有用功多
C.甲做的额外功比乙做的额外功少 D.甲做的有用功,与总功的比值比乙大
3.下列说法正确的是( )
A.效率高的机械,功率一定大 B.做功时间长的机械,功率一定大
C.所有机械的机械效率都小于1 D.功率大的机械做的功一定多
4.下列关于机械效率的说法正确的是( )
A.越省力的机械,机械效率越高 B.做功越少的机械,机械效率越低
C.做功越慢的机械,机械效率越低 D.总功相同,有用功越大的机械,机械效率越高
5.在“测定滑轮组的机械效率”的实验中,如果被提升的物体物重相同,则( )
A.动滑轮的个数越多就越省力,且效率越高 B.动滑轮的个数越多就越省力,且效率越低
C.动滑轮的个数越少就越省力,且效率越高 D.动滑轮的个数越少就越省力,且效率越低
6.亮亮和体重较大的爸爸帮助邻居各扛一袋质量为5kg的大米,从一楼爬到三楼,爸爸用时较短,则亮亮与爸爸所做的( )
A.有用功相等 B.总功相等 C.总功率相等 D.有用功和总功的比值相等
7.一位建筑工人用了如图所示的装置把建筑材料运送到楼上,已知吊篮的质量为m1,建筑材料的质量m2,人对绳子的拉力为F,吊篮在拉力的作用下匀速上升了h,不计绳重及摩擦.下列表述正确的是( )
A.绳子自由端移动的距离为3h B.工人做的有用功为m2gh
C.工人做的额外功为2Fh-(m1+m2)gh D.动滑轮重为3F-(m1+m2)g
8.工人用滑轮组把一箱箱货物从一楼提升到五楼,在滑轮组上加润滑油后,机械效率提高了,则加润滑油后工人提升同样的重物时,做功的( )
A.有用功减小,总功不变 B.有用功增加,总功增加
C.有用功减小,总功减小 D.有用功不变,总功减小
2958465312420009.在探究“影响滑轮组机械效率的因素”时,小明同学用图所示甲、乙两个相同的滑轮组来验证的猜想是:滑轮组的机械效率可能与( )
A.被提升物体重力有关
B.动滑轮重力有关
C.物体被提升的高度有关
D.承重绳子的段数有关
44742104946650010.某同学想通过实验来探究“影响滑轮组的机械效率的因素”.他做了如图所示的实验,并测算了各次实验装置的机械效率.关于他的实验过程,下列说法中不正确的是( )
A.根据①、②两次实验可知:滑轮组的机械效率与绳子的绕法无关
B.根据②、③两次实验可知:同一滑轮组提起物重越大,机械效率越低
C.根据该同学的探究结论可知,通过适当增大物重可以提高滑轮组的机械效率
D.为使实验的结论更具可靠性,应换用不同的装置进行多次实验归纳得出普遍规律
11.工人师傅用如图所示的滑轮组,将重为800N的重物缓慢匀速竖直提升3m,人对绳的拉力F为500N,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9m B.动滑轮的重力为200N
C.人通过滑轮组做的有用功为1500J D.滑轮组的机械效率为53.3%
12.建筑工人用如图所示的滑轮组,在4s内将重为1500N的物体沿水平方向匀速移动2m的过程中,所用的拉力大小为375N,物体受到水平地面的摩擦力为物重的0.4倍.在此过程中下列说法正确的是( )
A.绳子自由端沿水平方向移动了6m B.物体受到的拉力为750N
C.拉力F的功率为750W D.滑轮组的机械效率为80%
13.用图示滑轮组提升100N重物时,机械效率为50%;用同一滑轮组提起300N重物,重物以2m/s速度匀速上升5s时(不计绳重与摩擦),下列说法不正确的是( )
A.动滑轮自重为100N B.拉力做功4000J
C.拉力做功功率为400W D.机械效率为75%
14.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=(W有用/W总)×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
15.某人用如图所示的滑轮组提升重为800N的重物,在拉力F作用下,30s时间内,物体向上移动了12m,若滑轮组的机械效率为80%,绳重、摩擦阻力不计,则( )
A.拉力做的功为12000J B.拉力的功率为50W
C.绳子自由端被拉下距离为36m D.动滑轮重力大小为100N
16.(多选)如图所示,重300N的物体在20N的水平拉力F的作用下,以0.2m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了10s,滑轮组的机械效率为80%,则在此过程中,下列说法正确的是( )
A.绳子自由端移动的距离为2m
B.物体与地面间的滑动摩擦力为48N
C.拉力F的功率为12W
D.有用功为120J
17.用如图所示的滑轮组将重为G的物体提升高度h,已知绳端所需拉力为F,动滑轮自重为G,绳端移动的距离为s,则下列表示该滑轮组的机械效率的表达式中错误的是(绳重与各种摩擦均忽略不计)( )
A. B.
C. D.
18.如图甲所示,力F1水平拉动重为G的物体A在水平路面匀速移动了s.改用滑轮组拉动A在同一路面匀速移动了s,拉力F2为(如图乙).此过程滑轮组( )

A.总功为F2s B.额外功为F1s C.机械效率为 D.额外功为3F2s-F1s
19.如图所示,用力F拉着重为G的物体竖直匀速上升,在时间t内物体上升的高度为h(物体未拉出水面),若物体的体积为V,水的密度为ρ,则下列算式正确的是( )
A. B. C.W有=Gh D.
20.分别使用定滑轮、动滑轮、两个定滑轮和两个动滑轮组成的滑轮组,匀速提升同一物体到同一高度处,其机械效率分别为η定、η动、η组(不计绳重和摩擦,设每个滑轮质量相等),则选项中正确的是( )
A.η组<η动<η定 B.η动<η定<η组 C.η定<η动<η组 D.η定<η组<η动
50863502952750021.如图所示,用甲、乙两种方式在相同时间内将同一物体匀速提升相同高度时,拉力做功的功率为P甲、P乙,机械效率分别为η甲、η乙(不计绳重与摩擦).下列判断正确的是( )
A.P甲=P乙 η甲=η乙 B.P甲<P乙 η甲>η乙
C.P甲<P乙 η甲<η乙 D.P甲>P乙 η甲>η乙
22.用四个完全相同的滑轮,组装成两套滑轮组,用它们匀速提升同一物体时,其拉力分别为F1、F2,滑轮组的机械效率分别为η1、η2,如图所示,不计绳重和摩擦,下列选项中正确的是( )
A.F1>F2 η1>η2 B.F1=F2 η1=η2
C.F1<F2 η1>η2 D.F1<F2 η1=η2
23.用如图所示的滑轮组在5s内将重G=240N的物体匀速向上提起3m,拉力F=150N,这个滑轮组的机械效率是______.如果忽略绳重和摩擦,动滑轮自重为______N.
24.如图,小明用动滑轮在10s内将重400N的物体匀速提高了5m,若这一过程中动滑轮的机械效率是80%,则小明的拉力为______N,小明做的额外功为______J,小明做功的功率为______W,若用该装置提升500N的重物,此时滑轮组的机械效率将______(填“变大”、“变小”或“不变”).
第23题图
第24题图
第25题图
第26题图
25.如图,是塔式起重机上的滑轮组.在将210N的重物匀速提高2m的过程中,作用在绳端的拉力为100N,则有用功是______J,该滑轮组的机械效率是______.
26.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4s时间内用100N的力竖直向下压动摇臂1m,把1000N的重物匀速抬高8cm.则重物上升的速度为______m/s,人做的功为______J,千斤顶的效率是______%.
27.如图所示,重为100N的物体A在拉力F=5N作用下沿水平面做匀速直线运动.已知滑轮组机械效率为60%,物体A运动的速度为0.5m/s,则物体A在20s内通过的路程为____m,该机械所做的有用功的功率为______W.(忽略绳子和滑轮的重力)
28.在“测量滑轮组的机械效率”实验中,小丽用同一滑轮组提升不同的物体,如图甲、乙所示,实验数据记录如下:
实验
次数
物体
重力/N
提升
高度/m
拉力
/N
绳端移动
的距离/m
机械
效率η
1
3
0.1
2.0
0.3
50%
2
6
0.1

0.3

(1)实验中要竖直向上_______拉动弹簧测力计,使物体升高.
(2)图乙中弹簧测力计的示数为___N,表格中②处数据应为___%.
(3)如图丙所示,将滑轮组换一种绕绳方法,不计摩擦及绳重,提升相同的物体时,滑轮组的机械效率_______(选填“变大”、“不变”或“变小”).
29.如图所示,A物体受到的重力是100N,在拉力F的作用下,能以0.2m/s的速度在水平地面上向左匀速直线运动.已知拉力F=5N,滑轮组的机械效率为80%,试问:
(1)5s内拉力F所做功的大小是多少?
(2)物体A受到水平地面的摩擦力大小是多少?
四、能力提升
30.如图所示,用相同的滑轮安装成甲、乙两种装置,分别用FA、FB匀速提升重力为GA、GB的A、B两物体,不计绳重和摩擦.若GA>GB,则η甲______η乙;若FA=FB,则GA______GB.(选填“>”、“<”或“=”)
31.用如图甲中所示的滑轮组提升浸没在水中的实心圆柱形物体,己知物体的高度为1m,底面积为0.12m2,质量为200kg.物体始终以0.5m/s的速度匀速上升,物体浸没在水中匀速上升时,作用在绳端的拉力F所做的功随时间的变化关系如图乙所示.(不计绳重、摩擦及水的阻力.ρ=1.0×103kg/m3;g=10N/kg)求:(1)当物体的上表面刚好与水面相平时,其底部受到水的压强;(2)物体浸没在水中时受到的浮力;(3)物体浸没在水中匀速上升时绳端受到的拉力;(4)物体浸没在水中匀速上升时,滑轮组的机械效率:(5)物体出水后绳端拉力的功率.
11.4
1.D2.D3.C4.D5.B6.A7.B8.D9.A10.B
11.B12.D13.C14.D15.A16.BC17.D18.D19.D20.A
21.B22.D
23.80%、60;
24.250、500、250、变大;
25.420、70%;
26.0.02、100、80%;
27.10、4.5;
28.(1)匀速;(2)3.2、62.5%;(3)不变;
29.(1)15J;(2)12N;
30.>、<;
31.(1)1×104Pa;(2)1.2×103N;(3)300N;(4)66.7%;(5)1.2×103W;