1、11.3 如何提高机械效率图 1131一 有用功、额外功和总功1有用功：_叫做有用功，用 W 有用 表示2额外功：_叫做额外功，用 W 额外 表示3总功：有用功与额外功之和，即动力对机械做的功叫做总功明确 (1)在分析有用功时，应该从分析“需要做功的物体”入手，有用功在数值上等于机械作用在物体上的力与物体在力的方向上移动距离的乘积，或不用机械直接用手完成时，直接作用在物体上的力与物体在力的方向上移动距离的乘积用机械提升物体时，W 有用 Gh，h 为提升高度用机械平移物体时，W 有用 fs，s 为物体水平移动的距离(2)分析额外功时，应该从“机械自身”入手，凡是克服机械自身摩擦力或机械自身重力而
2、做的功都是额外功若不计摩擦、绳重时，用机械匀速提升物体时，W 额外 G 机 h，h为机械自身上升的高度(3)有用功与额外功的总和叫做总功，即 W 总 W 有用 W 额外 ，或等于作用在机械上的动力与动力作用点移动距离的乘积，即 W 总 Fs.(4)有用功、额外功和总功的单位都是焦耳二 机械效率1机械效率在物理学中，把有用功 W 有用 与总功 W 总 的比值叫做机械效率，用 表示，_注意 (1)在实际计算中，机械效率常用百分率来表示，没有单位(2)由于 W 额外 0，所以 1，因此机械效率必然小于 100%.W有 用W总(3)机械省力与否、做功多少、功率大小、效率高低之间没有必然关系2滑轮组机械
3、效率的计算(1)若用滑轮组提升重物时，将 W 有用 Gh、W 总 Fs、snh 代入机械效率计算式，得_若不考虑摩擦和绳重，滑轮组机械效率可表示为 100%.G物G物 G动(2)若用滑轮组平移物体时，将 W 有用 fs 物 、W 总 Fs、sns 物 代入机械效率计算式，得 100%.fnF3测算滑轮组的机械效率(1)实验原理：_(2)实验器材：滑轮、细线、钩码、铁架台、_、_图 1132(3)实验步骤：用弹簧测力计测出物重 G，填入表格中按图 1132 组装好滑轮组，用弹簧测力计拉着重物_上升，记下弹簧测力计的示数 F，物体上升的高度 h 和弹簧测力计移动的距离 s，填入表格中改变物重 G，
4、重复步骤两次计算出每次的 W 有用 、W 总 及 .(4)实验表格：实验次数 G/N h/m F/N s/m W 有用 /J W 总 /J 1234.影响滑轮组机械效率的因素(1)滑轮组机械效率的高低与提升物体的重力有关，同一滑轮组，适当增加物重，可提高机械效率(2)滑轮组机械效率的高低与机械自重及摩擦有关，因此改进机械结构，使其更合理、更轻巧，并定时润滑保养，可提高其机械效率(3)滑轮组的机械效率与绳子的绕线方式、物体上升高度 h 等因素无关类型一 有用功、额外功、总功和机械效率例 1 (多选)用重为 10 N 的铁桶从 5 m 深的枯井中提起 90 N 的砂石，此过程中( )A人对铁桶做的
5、功是额外功，大小为 W 额外 10 N5 m50 JB人对砂石做的功是额外功，大小为 W 额外 90 N5 m450 JC人对砂石和铁桶做的功是额外功，大小为 W 额外 (10 N90 N)5 m500 JD人对砂石和铁桶做的功是总功，大小为 W 总 (10 N90 N)5 m500 J方法指导判断有用功和额外功的方法类型二 理解机械效率例 2 下列关于机械效率的说法中正确的是( )A做的有用功越多，机械效率越高B做的总功越多，机械效率越高C额外功越少，机械效率越高D因为有用功总小于总功，机械效率总小于 1易错警示机械效率由有用功和总功两个因素决定，分析时不能够只考虑一个因素当总功一定时，机械
6、做的有用功越多或额外功越少，机械效率就越高；当有用功一定时，机械所做的功越少或额外功越少，机械效率就越高；当额外功一定时，机械所做的总功越多或有用功越多，有用功在总功中所占的比例就越大，机械效率就越高类型三 机械效率的计算例 3 如图 1133 所示的滑轮组，将重为 350 N 的物体竖直向上匀速提起 0.2 m，人拉绳的力为 250 N，求：(1)人做的有用功是多少，总功是多少，额外功是多少(2)滑轮组此时的机械效率是多少(3)不计绳重和摩擦，动滑轮的重力是多少图 1133方法指导和机械效率相关的计算解题技巧(1)计算总功、有用功和额外功的方法定义法 根据三者的关系 机械效率例推法总功 (W
7、 总 ) W 总 FsW 总 W 有用 W 额外 W 总 或 W 总 W有 用 W额 外1 有用功 (W 有用 ) W 有用 GhW 有用 W 总 W 额外W 有用 W 总额外功 (W 额外 ) W 额外 G 动 hW 额外 W 总 W 有用W 额外 (1)W 总注意：W 有用 Gh 只适用于将重物提升一定的高度，W 额外 G 动 h 只适用于用动滑轮或者滑轮组竖直提升重物，且在不计绳重和绳与轮间的摩擦时，其他公式均通用(2)当不计绳重和摩擦，用动滑轮或者滑轮组竖直提升重物时，求动滑轮的重力有两种方法从功的角度求解：当不计绳重和摩擦时，额外功仅为克服动滑轮重做的功 G 动 h，G动 .从力的角
8、度求解：同一根绳子上的拉力处处相等，由力平衡的关系式 nFG 物W额 外hG 动 ，则 G 动 nFG 物类型四 测算滑轮组的机械效率例 4 某小组同学在探究滑轮组的机械效率与哪些因素有关时，提出了一些猜想并对猜想进行验证图 1134(1)如果影响机械效率的因素有 A、 B、 C 多个，要研究其与 B 因素的关系，需要在改变_因素的同时控制其他几个因素不变，从而进行研究(2)下面是同学们提出的两个猜想：猜想一：两个相同滑轮组成的滑轮组，其机械效率与滑轮组绕线的方式有关。猜想二：两个相同滑轮组成的滑轮组，其机械效率与滑轮组提升的物重有关为了验证上述猜想是否正确，同学们准备分别按图 1134 甲、
9、乙、丙、丁所示的滑轮组进行实验验证猜想一的小组应按图_所示的两个滑轮组进行实验，若实验测得两滑轮组的机械效率大小_(选填“相等”或“不相等”)，则可初步判断猜想一是错误的验证猜想二的小组应按图_所示的两个滑轮组进行实验，若实验测得两滑轮组的机械效率大小不相等，则可初步判断猜想二是_(选填“正确”或“错误”)的(3)请你为该小组同学提出一种提高滑轮组机械效率的方法：_实验点拨(1)实验中应匀速而缓慢地拉动弹簧测力计保证动滑轮和重物处于平衡状态，弹簧测力计的拉力恰好全部克服动滑轮和重物的重力、摩擦力做功(2)弹簧测力计和拉力方向应在同一直线上，避免弹簧摩擦外壳(3)探究影响滑轮组机械效率的因素需要
10、应用控制变量法滑轮组机械效率的高低与提起的物重、动滑轮重、绳重、摩擦有关，与滑轮的绕线方式、重物移动的距离等没有关系同一机械装置的效率不是固定的课堂反馈(三)A机械效率的概念和计算1.一人打水，不慎将桶掉入井中，现将桶打捞上来，则在打捞的过程中，他对_所做的功是有用功，对_所做的功是额外功2. 送气工人将一钢瓶液化石油气从一楼扛到三楼，在这个过程中，送气工人对钢瓶(不包括液化石油气)所做的功是_；到了三楼后，送气工人又把用户家里的空钢瓶带下了楼，在这个过程中，送气工人对钢瓶所做的功是_(均选填“有用功”“额外功”或“总功”)3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
11、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4某人用机械做了 8000 J 的功，其中额外功是有用功的三分之一，那么该机械做的有用功是_ J，机械效率是_5小明家新买的房子准备装修，为了将水泥从地面送上楼，他在楼上安装了一个滑轮组(如图 31 所示)，所用的滑轮质量均为 2 kg，每次将一袋 50 kg 的水泥提升 5 m，已知克服绳重和摩擦所做的额外功为 400 J求：(g 取 10 N/kg)(1)每袋水泥受到的重力大小(2)每次做的有用功(3)滑轮组的机械效率图 31课堂反馈(三)B机械效率的测量1如图 32 甲所示是小磊测动滑轮的机
12、械效率的示意图他用弹簧测力计拉动绳子的自由端，将质量为 200 g 的钩码从 A 位置匀速提升到 B 位置，同时弹簧测力计从图中的A位置匀速竖直上升到 B位置，在这个过程中，弹簧测力计对绳的拉力为 F，弹簧测力计的示数如图乙所示请你根据小磊做的实验完成下列问题：(g 取 10 N/kg)图 32(1)弹簧测力计的示数是_ N.(2)钩码上升的距离是_ cm.(3)拉力 F 做的功是_ J.(4)重力 G 做的功是_ J.(5)动滑轮的机械效率是_2物理兴趣小组在测量滑轮组机械效率实验中，利用如图 33 所示的滑轮组进行了4 次测量，测得数据如下表所示次数 钩码所受重力 G/N钩码被提升高度 h
13、/m拉力F/N绳端移动距离 s/m机械效率1 1 0.1 0.7 0.3 47.6%2 1 0.2 0.7 0.6 47.6%3 2 0.1 1.1 0.3 60.6%4 4 0.1 2.0 0.3图 33(1)实验中应竖直向上_拉动弹簧测力计(2)第 4 次实验测得的机械效率为_%.(3)比较第_两次实验，小组同学发现：同一滑轮组的机械效率与重物被提升高度无关；比较第 3、4 次实验数据可知，同一滑轮组，_越大，机械效率越高第 4次拉力做的额外功与第 3 次相比_(选填“增大”“减小”或“不变”)，由此可见，机械效率提高的原因是_课时作业(三)A11.3 如何提高机械效率 第 1 课时 机械
14、效率的概念和计算一、选择题1工人师傅用动滑轮提升重物，下列有关他做功的说法正确的是( )A他提起动滑轮所做的功是有用功B他提起重物时，克服摩擦力所做的功是有用功C动滑轮对重物做的功是有用功D他的拉力做的功是有用功2关于机械效率，下列说法中正确的是 ( )链 接 例 2易 错 警 示A利用机械越省力，机械效率越高B机械做功越快，机械效率越高C额外功相同，有用功越大机械效率越高D有用功相同，总功越大机械效率越高3甲、乙两种机械的效率分别是 70%和 50%，则下列说法中正确的是( )A使用甲机械省力B使用甲机械做功快C在相同的时间内，使用甲机械完成的功多D乙机械的额外功在总功中占的比例大4值日时，
15、小阳将一桶水从一楼提到二楼，一楼到二楼的高度是 h，水的重力是 3G，桶的重力是 G，小阳的重力是 6G，在上楼的整个过程中，关于做功的说法，正确的是( )A做的有用功是 4GhB做的额外功是 6GhC做的总功是 6GhD机械效率是 30%5亮亮和体重较大的爸爸帮助邻居各扛一袋质量为 5 kg 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6如图 3K1 所示，在大小为 500 N 的拉力 F 作用下，滑轮组将 800 N 的重物提升了 1 m在此过程中( )图 3K1A做的有用功是 500 JB做的总功是 800 JC该
16、滑轮组的机械效率是 62.5%D该滑轮组的机械效率是 80%72017德州如图 3K2 所示的滑轮组中，动滑轮重 1 N，小强用 6 N 的拉力 F 通过该滑轮组匀速拉起重 10 N 的物体，物体沿竖直方向上升 0.4 m此过程中，额外功和机械效率分别是( )图 3K2A0.4 J 83.3% B0.8 J 91.7%C0.8 J 83.3% D0.4 J 91.7%二、填空题8升旗过程中，克服旗的重力做的功是_，克服绳子重力做的功是_；克服摩擦力做的功是_(均选填“有用功”“额外功”或“总功”)9利用机械工作时，因为额外功是不可避免的，故总功总是_(选填“大于”“小于”或“等于”)有用功，所
17、以机械效率总是_(选填“大于”“小于”或“等于”)100%.10从深为 5 m 的井中直接将一桶水提出井口，已知桶重 20 N，桶中水重 80 N若此人的目的是提水，则有用功为_，总功为_，额外功为_，机械效率为_，若此人的目的是捞桶，则有用功为_，总功为_，额外功为_，机械效率为_11用一个机械效率是 80%的动滑轮提升重物，已知做的总功是 200 J，则有用功是_J，额外功是_J.12由于现在地震时有发生，于是人们开始重视加固维修房屋，常常可以看到如图3 K3 所示的场景假如该工人通过滑轮把 50 kg 的水泥缓缓提升 4 m 到房顶，所用拉力约 300 N，则该机械的效率约为_(g 取
18、10 N/kg)图 3K313如图 3 K4 所示，用滑轮组将重为 5 N 的物体匀速提升 0.2 m，则绳端受到的拉力为_ N，绳自由端移动的距离为_ m，有用功为_ J，总功为_J，该滑轮组的机械效率为_图 3 K414如图 3 K5 所示，起重机将 6103N 的货物匀速提升 10 m，再水平移动 10 m后静止，起重机在整个过程中对货物做功为_ J；若起重机的机械效率为 80%，则起重机做的额外功为_ J.图 3 K515如图 3 K6 所示的滑轮组的机械效率是 75%，物体重 150 N，用滑轮组匀速将物体提升 2 m，所用拉力 F 为_ N.图 3 K616小雪用三个质量相同的滑轮
19、组成如图 3 K7 所示的滑轮组，将重为 120 N 的物体匀速提高了 4 m若机械效率为 80%，不计绳重及摩擦，则每个滑轮重为_ N.图 3 K717某同学家新房装修时，在地面与窗台间放置了一斜木板，工人将瓷砖沿木板从地面匀速拉上窗台如图 3 K8 所示，已知窗台高 3 m，木板长 6 m，瓷砖重 600 N，沿斜面所用拉力为 400 N，则工人做的有用功是_ J，额外功是_ J.图 3 K8三、计算题182017长沙改编如图 3 K9 所示是建筑工人用滑轮组提升建筑材料的场景，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 90
20、0 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图 3 K919一台功率为 40 kW 的抽水机的效率为 60%，如果要把河水抽到 5 m 高的地方，需工作 1 h，g 取 10 N/kg，求：(1)抽水机做的有用功(2)所抽水的质量20如图 3 K10 所示，小丽家阳台上有一种简易升降晾衣架，它由四个定滑轮和两个动滑轮组成，拉动绳子的末端可以使晾衣架升降假设在升降过程中衣架横梁始终保持水平，晾晒衣服时，若将重 70 N 的衣物匀速提升 0.8 m，小丽需要做功 64 J，问：(1)小丽对绳子的拉力是多大？(2)晾衣架的机械效率是多少？图 3 K10课时作业(三)B11
21、.3 如何提高机械效率 第 2 课时 机械效率的测量一、选择题1如图 3K11 所示，在测定滑轮组机械效率的实验中，下列要求错误的是( )图 3K11A弹簧测力计必须先校零B弹簧测力计必须竖直向上拉C弹簧测力计必须在静止时读数D实验时装置旁的直尺必须竖直放置2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3K12 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( )图 3K12A根据两次实验可知：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
22、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3如图 3K13 所示，用下列装置提升同一重物，若每个滑轮重相同，不计摩擦，则机械效率最高的装置是( )图 3K134小聪测量了如图 3K14 所示的滑轮组的机械效率，他先后进行了两次实验，将钩码分别匀速竖直提升 h1和 h2的高度( h1 h2)对两次实验中一些物理量进行比较，正确的是(其中 s 为绳子自由端通过的距离， H 为动滑轮上升的高度)( )A s1 s2 B H1 H2C 1 2 D W 有用 1 W 有用 2图 3K145如图 3K15 所示，使用滑轮组提升重物时(不计绳重和摩擦)，能提高机械效率的是
23、( )图 3K15A减小提升重物的高度B减小被提升重物的质量C减小定滑轮的重力D减小动滑轮的重力62016苏州如图 3K16 所示，用同一滑轮按甲、乙两种方式匀速提升同一物体，物体重 100 N，滑轮重 25 N，绳重和摩擦不计，图甲中 F 甲 _N，图乙装置的机械效率 乙 _，若图乙中再加挂一物体，机械效率将_图 3K167在“测滑轮组机械效率”的实验中，物体重为 6 N若物体上升高度为 10 cm，此时弹簧测力计的示数如图 3K17 所示，则拉力做的有用功是_J，滑轮组的机械效率是_%.若仅增加动滑轮的重力，该滑轮组的机械效率将_(选填“增大”“减小”或“不变”)(不计绳重及摩擦)图 3K
24、178如图 3K18 所示，用甲、乙两种方法提起相同的物体，则：图 3K18(1)使用图_所示的方法省力，机械效率高的是图_所示的方法(2)提高机械效率的方法有：_，_二、填空题9小李同学在测斜面机械效率的实验中，使用图 3K19 所示的装置，他将木块从斜面底部用弹簧测力计沿斜面方向匀速拉到顶部，弹簧测力计的示数如图所示，请在下面的表格中填上有关数据图 3K19木块重 G/N斜面高h/m沿斜面的拉力F/N斜面长s/m有用功 W 有用 /J总功W 总 /J机械效率 2 0.2 _ 0.5 _ _ _三、实验探究题10用如图 3K20 所示装置测量动滑轮的机械效率实验数据如下表序号动滑轮重 G 动
25、 /N钩码重力 G/N钩码上升高度h/m绳的拉力 F/N绳端移动距离s/m机械效率 0.1 1 0.2 0.6 0.4 83.3% 0.1 2 0.2 1.1 0.4 0.2 2 0.2 1.2 0.4 83.3%图 3K20(1)实验时，应竖直向上_拉动弹簧测力计，使挂在动滑轮下面的钩码缓缓上升(2)第次实验时，测得动滑轮的机械效率约为_(3)小刚同学在读弹簧测力计示数时，为便于读数，将测力计静止，则他读出的拉力 F大小将_(选填“大于”“小于”或“等于”)测力计运动中的读数这样得出的机械效率与实际值相比_(选填“偏小”“偏大”或“相等”)(4)分析表中数据可知，对于同一动滑轮，所提升钩码的
26、重力增大，机械效率将_；提升相同重力的钩码时，动滑轮的重力增大，其机械效率将_(均选填“增大”“减小”或“不变”)(5) 分析表中数据可知， F ，可能的原因是G动 G2_112017齐齐哈尔某小组在“测滑轮组机械效率的实验”中得到的数据如下表所示，实验装置如图 3K21 所示图 3K21实验次数 钩码重量 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 1 4 0.1 2.7 0.2 74%2 4 0.1 1.8 0.3 74%3 8 0.1 3.1 0.3 86%4 8 0.1 2.5 _ _(1)实验中应沿竖直方向_缓慢拉动弹簧测力计(2)该组某同学发现实验过程中
27、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”)，因为他没有考虑到_对滑轮组机械效率的影响(3)用丁图装置进行实验，得出表中第 4 次实验数据，请将表中的两个数据填写完整(4)通过比较_两次实验数据得出结论：使用同一滑轮组提升同一重物时，滑轮组的机械效率与承重绳子的股数无关(填实验次数的序号)(5)通过比较_两次实验数据得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高(填实验次数的序号)(6)通过比较 3、4 两次实验数据可得出结论：_.课时作业(三)C11.3 如何提高机械效率 第 3 课时 习题课一、选择题12017佳木斯分别使用
28、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 定 、 动 、 组 (不计绳重和摩擦，设每个滑轮质量相等)，则下列选项中正确的是( )A 组 动 定 B 动 定 组C 定 动 组 D 定 组 动2甲、乙两个滑轮组如图 3K22 所示，其中的每一个滑轮都相同，用它们分别将重物 G1、 G2提升相同的高度，不计滑轮组的摩擦，下列说法中正确的是( )图 3K22A若 G1 G2，拉力做的额外功相同B若 G1 G2，拉力做的总功相同C若 G1 G2，甲的机械效率大于乙的机械效率D用甲、乙中的任何一个滑轮组提起不同的重物，机械效率不变32017广州图
29、3K23中力 F1水平拉动重为 G 的物体 A 在水平路面匀速移动了s，现改用滑轮组拉动 A 在同一路面匀速移动了 s，拉力为 F2(如图)此过程中滑轮组( )图 3K23A总功为 F2sB额外功为 F1sC机械效率为GsF23sD额外功为 3F2s F1s4如图 3K24 所示，在大小为 150 N 的拉力 F 作用下，物体 A 在水平桌面上以0.2 m/s 的速度向右匀速运动了 2 m，已知 A 的重力为 2000 N，桌面对 A 的摩擦力为 360 N，则下列说法正确的是( )图 3K24A有用功为 4000 JB拉力做的功为 90 JC滑轮组的机械效率为 80%D拉力做功的功率为 30
30、 W二、填空题5工人用如图 3K25 所示的滑轮组将一重为 400 N 的物体匀速提起，若滑轮组的机械效率为 80%，绳重及摩擦忽略不计，则拉力的大小是_N，动滑轮总重_N；若使用该滑轮组提升 600 N 的重物，其机械效率将_(选填“变大”“变小”或“不变”)图 3K2562017福建如图 3K26 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 甲_ 乙 ；若 FA FB，则 GA_GB.(均选填“”“”或“”)图 3K26三、实验探究题7某小组在测滑轮组的机械效率时得到的数据如下表所示，实验装置
31、如图 3K27所示图 3K27实验次数 物理量 1 2 3钩码重 G/N 4 4 6钩码上升高度 h/m 0.1 0.1 0.1绳端拉力 F/N 1.8 1.4 2.4绳端移动距离 s/m 0.3 0.5 0.3机械效率 74% 57% 83%(1)从表中数据可分析出实验 1 是用图_做的实验，实验 2 是用图_做的实验(2)通过实验 1 和实验 2 的数据分析可得出结论：使用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_(3)比较实验 1 和实验 3 的数据分析可得出结论：使用同一套滑轮组，_可以提高滑轮组的机械效率8用如图 3K28 所示的实验装置测杠杆的机械效率实验时
32、，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升实验中，将杠杆拉至图中虚线位置，弹簧测力汁的示数 F 为_N，钩码总重 G 为 1.0 N，钩码上升高度 h 为 0.1 m，测力计移动距离 s 为 0.3 m，则杠杆的机械效率为_%. 请写出使用该杠杆做额外功的一个原因：_图 3K289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：A跟斜面的倾斜程度有关；B跟斜面的粗糙程度有关；C跟斜面的长度有关；D跟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 3K29 所示的装置，并将实验记录在下面表格中(小华拉着物体在斜面上每次做的都是匀速直
33、线运动)图 3K29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斜面长度s/m有用功W 有用/J总功W 总 /J机械效率1 30 玻璃 7 0.5 4.9 1 3.5 4.9 71.4%2 30 木板 7 0.5 6.0 1 3.53 30 毛巾 7 0.5 6.5 1 3.5 6.5 53.8%4 20 木板 7 0.34 4.9 1 2.38 4.9 48.6%5 15 毛巾 7 0.26 5.1 1 1.82 5.1 35.7%(1)在第 2 次实验中，拉力做的总功是_J，斜面的机械效率是_(2)通过对比实验 1、2、3 的数据，可验证猜想_(填写字母)(3)通
34、过对比实验 2、4 或 3、5 的数据，可以得出的探究结论：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_(4)若要验证猜想 D，应控制斜面的倾斜程度和_不变(5)实验还发现，斜面材料相同时，斜面的倾角越小，越_(选填“省力”或“费力”). 链 接 例 4实 验 点 拨四、计算题10小明同学用如图 3K30 甲所示的滑轮组提土，他用 80 N 的拉力把重为 120 N的土从井中匀速提升 5 m，所花时间是 20 s其中拉力做功 W 随时间 t 变化的图像如图乙所示求：图 3K30(1)提升土所做的有用功(2)滑轮组的机械效率(3)拉力的功率(4)在图甲中画出小明所用滑轮组的绕线
35、并说出提高其机械效率的方法详解详析【新知梳理】一、1.完成某项任务时我们需要的、有价值的功2完成某项任务时对人们既无利用价值又不得不做的功二、1. 100%W有 用W总2(1) 100%GnF3(1) 100% 100%W有 用W总 GhFs(2)弹簧测力计 刻度尺(3)竖直匀速【应用示例】例 1 AD例 2 D 解析 机械效率是指有用功与总功的比值，在总功一定时，有用功越大，机械效率越高；在有用功一定时，所做的额外功越少，机械效率越高使用机械时，额外功是不可避免的，所以有用功一定小于总功，即机械效率一定小于 1.例 3 (1)W 有用 Gh350 N0.2 m70 J；s2h20.2 m0.
36、4 m，W 总 Fs250 N0.4 m100 J；W 额外 W 总 W 有用 100 J70 J30 J.(2) 100% 100%70%.W有 用W总 70 J100 J(3)方法一：不计绳重和摩擦，G 动 nFG 物 2250 N350 N150 N.方法二：不计绳重和摩擦，W 额外 G 动 h，G 动 150 N.W额 外h 30 J0.2 m例 4 (1)B (2)甲、丙(或乙、丁) 相等 甲、乙(或丙、丁) 正确 (3)尽量让滑轮组满负荷工作(或在转轴上加润滑油、减轻动滑轮的自重等)解析 (1)要研究其与 B 因素的关系，就要在改变 B 因素的同时控制其他因素即 A、C不变(2)要
37、探究滑轮组的机械效率与滑轮组绕线的方式是否有关，需要保持滑轮数目、规格相同，还要提起相同的物重，所以选择的是图甲、丙(或乙、丁)；若实验测得两个滑轮组的机械效率大小相等，说明机械效率与绕线方式无关，可初步判断猜想一是错误的要探究滑轮组的机械效率与滑轮组提升的物重是否有关，需要保持滑轮数目、规格相同，还要保持绕线方式相同，所以选择的是图甲、乙(或丙、丁)；若实验测得两滑轮组的机械效率大小不相等，说明机械效率与物重有关，可初步判断猜想二是正确的(3)要提高机械效率，应尽量减小额外功、增大有用功，可尽量让滑轮组满负荷工作(或提升可以提升的最大物重)、在转轴上加润滑油、减轻动滑轮的自重等【课堂反馈】
38、A1桶 水 2.额外功 有用功3 D 46000 75%5(1)500 N (2)2500 J (3)83.3%【课时作业】 A1 C 2.C3 D 解析 机械效率高是指做的功中有用功占的比例高，与是否省力无关，故 A 错误；功率是表示做功的快慢，而功率与机械效率没有必然的联系，故 B 错误；机械效率高是指做的功中有用功占的比例高，与做功的多少无关，故 C 错误；乙的机械效率较低，说明有用功占总功的比例小，则额外功占总功的比例就比较大，故 D 正确4 D5 A 解析 已知二人所提重物重力相同，上升的高度相同，由 WGh 可知，二人做的有用功相等，故 A 正确；而由于爸爸体重大，克服自重上楼所做
39、的额外功多，故爸爸所做的总功多，故 B 错误；由功率 P 可知，爸爸所用的时间短，故爸爸的功率要大，故 CWt错误；由 100%可知，爸爸的机械效率低，故 D 错误W有 用W总6 D7 C 解析 由图知，n2，拉力端移动距离 s2h20.4 m0.8 m，W 总 Fs6 N0.8 m4.8 J，W 有用 Gh 10 N0.4 m4 J，W 额外 W 总 W 有用 4.8 J4 J0.8 J滑轮组的机械效率： 100% 100%83.3%.W有 用W总 4 J4.8 J8有用功 额外功 额外功9大于 小于10400 J 500 J 100 J 80% 100 J 500 J 400 J 20%1
40、1160 40 解析 由 100%可知，动滑轮做的有用功为 W 有用 W 总W有 用W总200 J80%160 J；所以额外功 W 额外 W 总 W 有用 200 J160 J40 J.1283.3%132 0.6 1 1.2 83.3% 解析 本题装置中提升物体的绳子股数为 3，所以绳自由端移动的距离为物体上升高度的 3 倍，即 s3h30.2 m0.6 m有用功为克服物体重力做的功，W 有用 Gh5 N0.2 m1 J，拉力做的总功为 W 总 Fs2 N0.6 m1.2 J，所以机械效率 100% 100%83.3%.W有 用W总 1 J1.2 J14610 4 1.5104 解析 因为货
41、物在水平方向上移动时拉力不做功，所以起重机在整个过程中对货物做功 W 有用 Gh610 3N10 m610 4J，由 100%得 W 总W有 用W总 7.510 4J，W 额外 W 总 W 有用 7.510 4J610 4J1.510 4J.W有 用 6104J80%15100 解析 有用功为克服物体重力做的功，W 有用 Gh150 N2 m300 J， 100%，则 W 总 400 J由图知提升物体的绳子股数为 2，W有 用W总 W有 用 300 J75%所以绳自由端移动的距离为物体上升高度的 2 倍，即 s2h22 m4 m；拉力做的总功为 W 总 Fs，则 F 100 N.Ws 400
42、J4 m1630 解析 由题图知，n3， ，则 F 50 N.W有 用W总 GhFs GnF Gn 120 N380%不计绳重和摩擦，F ，即 50 N ，则 G 动 30 N.G G动n 120 N G动3171800 600 解析 工人所做的有用功： W 有用 Gh600 N3 m1800 J；总功：W 总 Fs400 N6 m2400 J；由 W 总 W 有用 W 额外 得，额外功：W 额外 W 总 W 有用2400 J1800 J600 J.18(1)由图可知，n3，则绳子自由端移动的距离：snh31 m3 m.(2)有用功：W 有用 Gh900 N1 m900 J，总功：W 总 Fs
43、400 N3 m1200 J，此滑轮组的机械效率： 100% 100%75%.W有 用W总 900 J1200 J19(1)W 总 Pt4010 3W3600 s1.4410 8J，W 有用 W 总 1.4410 8J60%8.6410 7J.(2)G 1.72810 7N，W有 用h 8.64107J5 mm 1.72810 6kg.Gg 1.728107N10 N/kg20(1)由图知，滑轮组承担衣物的绳子股数 n4，则拉力端移动的距离：s4h40.8 m3.2 m，由 W 总 Fs 可得，小丽对绳子的拉力：F 20 N.W总s 64 J3.2 m(2)晾衣架的机械效率： 100% 100% 100% 100%W有 用W总 G衣 hFs G衣 hFnh G衣Fn100%87.5%.70 N420 N【课堂反馈】 B1(1)3.2 (2)10.0 (3)0.64(4)0.2 (5)31.25%2(1)匀速 (2)66.7(3)1、2 所提物体的重力 增大 有用功在总功中所占的比例增大【课时作业】 B1 C