八年級物理 9.5 提高機械效率同步練習(xí) 滬科版

1、85 提高機械的效率引例：要把重100N的沙子運上三樓圖8-68中畫出了三種方法，請你思考：哪種辦法最好，哪種辦法最不好，為什么？圖8-68 如果讓你把重100N的沙子運上三樓，圖中的三種辦法，你選哪種？智 能 提 要機 械 效 率總功、額外功和有用功機械效率的定義及公式探究滑輪組的機械效率問：你知道產(chǎn)生額外功有哪些具體的原因嗎？答：（1）利用機械提升物體時，克服機械的自重、容器重等所做的功是額外功（2）克服機械的摩擦所做的功也是額外功但要注意：克服摩擦所做的功不都是額外功。例如用動滑輪拉水平地面是的物體，如圖所示，克服物體受到的摩擦力f所做的功不是額外功而是有用功問：關(guān)于機械效率，應(yīng)注意哪些

2、問題？答：應(yīng)注意以下幾點： （1）機械效率總小于1，因為W有總小于W總 （2）機械效率的高低取決于有用功和總功兩個因 素，不能理解成：“有用功多，機械效率高”；或“總功大，機械效率低”（3）機械效率的高低與是否省力及大小無關(guān)（4）機械效率不是固定不變的機械效率反映的是機械在一次做功的過程中有用功跟總功的比值，同一機械在不同次做功的過程中，提起物重不同，機械效率往往會不同智 能 拓 展有關(guān)機械效率的計算，在近幾年的中考中，主要考查滑輪組機械效率的計算，現(xiàn)將有關(guān)滑輪組機械效率 的計算歸納分析，以幫助同學(xué)們掌握此類計算題的一般解題方法關(guān)于滑輪組機械效率 的計算，一般包括下列兩種情形，即勻速豎直提升物

3、體和勻速水平拉動物體一、勻速豎直提升物體1忽略摩擦及繩重，只考慮滑輪重特別注意：繩子自由端移動的距離和重物上升高度的關(guān)系s=nh設(shè)重物重G，動滑輪重G動，重物上升的高度為h，W有=Gh，克服動滑輪重力做的功即為額外功，即W額外=G動h，則W總=W有+W額外=（G+G動）h，2同時考慮滑輪自重、繩重及摩擦計算時，確定繩子股數(shù)N很關(guān)鍵若已知、G、n、F四個量中的三個，可求得第四個量二、利用滑輪組勻速水平拉動物體使用滑輪組水平拉動物體，拉力F與物體重力沒有直接的關(guān)系，有用功W有Gh設(shè)物體水平通過的距離s則W有=fs，W總=F·ns，則：若已知、f、n、F四個量中的三個，可求得第四個量智 能

4、 歸 例題型一 考查對有用功、額外功、總功的認(rèn)識，并能利用公式進(jìn)行簡單的計算圖8-69例1 一個工人用如圖8-69所示的滑輪組提起2000N的貨物，所用的拉力是800N，繩子自由端被拉下4m，下列說法中正確的是( ) A總功是3200J，機械效率是40B有用功是8000J，機械效率是40C有用功是3200J，機械效率是62.5D總功是3200J，機械效率是62.5再次提醒：注意s和h的關(guān)系闖關(guān)點撥 解本題的關(guān)鍵，一是確定承擔(dān)物重的繩子股數(shù)，根據(jù)“截線法”知n=4；二是確定哪個是總功，哪個是有用功分析和解 W總=Fs=800N×4m=3200J，s=4h，h= W有=Gh=2000N&

5、#215;1m=2000J，圖8-70答 選D例2 某人用如圖8-70所示的滑輪組（不計摩擦力）提升某一重物，所用拉力F為200N，若滑輪組的機械效率為80%。求（1）被提升的物重？（2）動滑輪重？闖關(guān)點撥 可根據(jù)變形求得物重，因為不計摩擦，所以W額外=G輪h，故只要先求出額外功就可求得動滑輪重G輪請思考：你還有什么方法求動滑輪重解 (1) (2) 有 答 （1） 被提升的物重800N （2）動滑輪重200N題型二 會測定滑輪組的機械效率，通過探究認(rèn)識不同情況下滑輪組的機械效率不同，并能解釋其中的原因例1 芳芳和蘭蘭運用如圖圖8-71所示的實驗裝置測定了滑輪組的機械效率，在全班交流實驗結(jié)果時，

6、老師提出：如果各組所用滑輪和串繞繩子的方式不變，改變其它因素，是否會影響它的機械效率呢？大家積極思考，提出了各種猜想，概括起來有如下幾種：圖8-71猜想1 可能與勻速提升的速度大小有關(guān)；猜想2 可能與被提升的鉤碼重有關(guān)； 猜想3 可能與勻速提升的速度大小和被提升的鉤碼重都有關(guān)； 猜想4 可能與鉤碼被提升的高度有關(guān)。芳芳和蘭蘭分別根據(jù)各自的猜想進(jìn)行了探究，實驗記錄如下表。（1）請幫助蘭蘭完成表中的一項計算； （2）請根據(jù)她倆的實驗記錄，分別在表中寫出探究結(jié)果。芳芳的實驗記錄較小提升速度繩端拉力（N）鉤碼重（N）機械效率較大提升速度探究結(jié)果104279.4%4210物理量控制因素79.4%探究結(jié)果

7、79.4%繩端拉力（N）鉤碼重（N）機械效率大致相同的提升速度蘭蘭的實驗記錄10421560物理量控制因素（3）歸納她倆的實驗探究，你所得的結(jié)論是： 闖關(guān)點撥 這是一道探究實驗題，通過思考對問題提出猜想，進(jìn)行實驗探究，給出了新課程標(biāo)準(zhǔn)下怎樣學(xué)、怎樣教、怎樣考的導(dǎo)向模式分析和解 蘭蘭的實驗由記錄可知機械效率 由機械效率，而W總=W有+W額外顯然機械效率僅由W有占W總的比例所決定，而與勻速提升的速度大小無關(guān)芳芳的實驗記錄表明在做相同的總功和相同的額外功的前提下改變提升速度，機械效率不變；蘭蘭的實驗記錄表明使用相同的滑輪和繩子的串繞方式，被吊重物越重，W有在W總中占的比例越大，機械效率就越高答 （1

8、）83.3% （2）芳芳的探究結(jié)果：機械效率與勻速提升速度的大小無關(guān)；蘭蘭的探究結(jié)果：機械效率與被提升的鉤碼重有關(guān)（物重增大，機械效率提高） （3）實驗裝置不變，機械效率與勻速提升物體的速度大小無關(guān)，與被提升的物重有關(guān)（物重增大，機械效率提高）圖8-72例2 工人用如圖8-72所示的滑輪組提升重物，不計繩重和摩擦。若工人用250N的力恰好能將重400N的物體豎直向上勻速提升，求：（1）該滑輪組此時的機械效率。（2）若用此滑輪組將重900N的物體豎直向上勻速提升2m，求拉力F在這一過程中所做的功。闖關(guān)點撥 本題第（1）問比較簡單，解第（2）問時能否仍用（1）中的機械效 率來求此時拉力F所做的功呢

9、？解 答 （1）該滑輪組此時的機械效率為80% （2）拉力F在這一過程中所做的功為2000J圖8-73題型三 會綜合運用功、功率和機械效率的公式進(jìn)行有關(guān)計算例1 某工地用圖8-73所示的滑輪組勻速提升質(zhì)量為500kg的物體，在重物上升0.8m的過程中，拉力F的功率為2500W，此時滑輪組的機械效率為80%，求： （1）滑輪組做的有用功（g取10N/kg）。（2）重物上升的速度。闖關(guān)點撥 有用功可以用公式W有=Gh求出，總功可用公式求得，利用公式求出時間t，再利用求出重物上升的速度解 （1）G=mg=500kg×10N/kg=5000N W有=Gh=500N×0.8m=400

10、0J（2） 圖8-74答 略例2 如圖8-74所示，某礦產(chǎn)工人用200N的水平拉力，抓緊繩子一端，沿水平地面勻速向右運動，在10s內(nèi)將礦井里質(zhì)量為32kg的物體提升4m根據(jù)題給條件，請你計算出與本題相關(guān)的5個物理量，要求寫出簡要說明和結(jié)果（g取10Nkg）闖關(guān)點撥 這是一個一定一動的滑輪組問題，與其相關(guān)的問題一般 有：W有、W總、W額外、s、P總、等，可根據(jù)題意選擇相關(guān)的物理量求解解 （1）物體的重力Gmg32kg×10N/kg=320N（2）人運動速度 （3）拉力F做功W總FS200N×2×4m=1600J（4）提升物體做功W有Gh320N×4m=12

11、80J（5）機械效率此外還可以求出物體上升速度，人、物體所受的合力等等（6）人做功的功率P（7）人受地面摩擦力fF200N（8）物體所受拉力F'G320N圖8-75例3 一輛汽車不小心開進(jìn)了泥潭中，司機取來一套滑輪組欲將汽車從泥潭中拉出，如圖8-75所示。若車重為 8×104N，汽車受到的阻力為車重的0.03倍，滑輪組的機械效率為80，問： （1）該司機至少需用多大的力才能將汽車從泥潭中拉出？ （2）若拉動汽車時，汽車前進(jìn)的速度為0.1m/s，則司機做功的功率是多少？闖關(guān)點撥 （1）用滑輪組將汽車勻速拉出泥潭的過程中，汽車對動滑輪的拉力等于汽車受到的阻力克服汽車阻力做的功是有

12、用功拉力F做的功是總功根據(jù)滑輪組的機械效率，可得與F、F阻的關(guān)系，從而求出F（2）由于動滑輪是四股繩子承擔(dān)拉汽車，所以當(dāng)汽車速度為0.1m/s時，拉繩子的速度=4×0.1m/s=0.4m/s根據(jù)，可求拉力做功的功率解 （1）汽車受到的阻力F阻=0.03G車=0.03×8×104N=2.4×103N 假設(shè)汽車移動s，則對汽車做的有用功W有=F阻s 根據(jù)，得 （2）由于四股繩子繞過動滑輪，所以汽車以0.1m/s的速度前進(jìn)時，拉力F拉繩子的速度是4×0.1m/s=0.4m/s在1s內(nèi)，司機用力F拉繩子做的功是 W=Fs=750N×0.4m/

13、s×1s=300J所以（也可以根據(jù)司機拉力做功的功率）友情提示：用滑輪組提升重物時，有用功是W有=Gh如果不是提升重物，則有用功的表達(dá)，需要分析使用機械的目的是什么，為達(dá)到密度滴所做的功就是有用功如何準(zhǔn)確理解有用功、正確求出有用功，本題給我們提供了例子智 能 訓(xùn) 練圖8-76基礎(chǔ)知識訓(xùn)練1一臺起重機將重5000N的貨物提高2m，如果額外功是2500J，則起重機做的有用功是J，該起重機的機械效率是。（題型一）圖8-772如圖8-76所示，在不計繩重和摩擦的情況下，用動滑輪把重40N的物體勻速提高2m，所用的拉力為25N，則拉力做功是_J，動滑輪的機械效率是_；果把重100N的物體勻速提

14、升相同高度，則這個動滑輪的機械效率將_。（填“變大”、“變小”或“不變”）（題型二）3各種機械在使用時產(chǎn)生額外功的原因不完全相同，要根據(jù)具體情況具體分析。具體分析圖8-77三種做功情況(沒滑輪規(guī)格相同)，產(chǎn)生額外功最多的應(yīng)是 圖。若鉤碼(m=50g)在三種情況中均被提高1米，各種情況機械做的有用功均為 ，由此可判斷出 圖的機械效率最大。 （題型一）4關(guān)于機器的功率，下列說法中正確的是（）（題型一）A機器的功率越小，做功越慢B機器的功率越大，做功越多圖8-78C機器的功率越小，機械效率越低 D機器的功率越大，做的有用功越多5如圖8-78所示，用一動滑輪把100N的沙子勻速提到3m高處，作用在繩末

15、端的拉力為60N，則滑輪組的機械效率為 ( ) （題型一） A30 B60 C833 D1206.下列機械效率的說法正確的是（ ）（題型一）A機械效率可以提高到100% B機械效率總小于1C功率大的機械機械效率高 D機械效率越高,有用功就越多7在測定滑輪組的機械效率的實驗中，朱鋼同學(xué)手拉彈簧測力計使鉤碼向上緩緩做運動，并將一組實驗數(shù)據(jù)填入下表，請你完成實驗表格。拉力F(N)鉤碼重G（N）測力計線端提升的距離s（m）鉤碼上升的高度h（m）有用功W有（J）總功W總（J）機械效率0.340.980.40.1仍用同一滑輪組，增加懸掛的鉤碼數(shù)，則滑輪組的機械效率將（“增大”、“不變”、“減小”）。（題型

16、二）8用一個動滑輪把重100N的物體提高了9m，所用的拉力為60N。求：圖8-79有用功W有=？總功W總=？動滑輪的機械效率=？（題型一）9如圖8-79所示，某人用機械效率為80的滑輪組勻速提升重120N的物體，在 2s內(nèi)，繩的自由端移動了6m求：（1）物體上升的高度和速度（2）人的拉力為多大？（3）人所做的額外功是多大？（題型一）綜合提高訓(xùn)練1如圖8-80所示，某人在lmin內(nèi)用40N的力，把重100N的物體勻速提高9m，此人做功的功率是 W，滑輪組的機械效率為 。（題型一）2用一個動滑輪提起重96N的物體(繩重與摩擦不計)，所用的拉力為60N，則動滑輪的機械效率為_若用此動滑輪提起重200

17、N的物體，則拉繩子的速度為_時，拉力的功率為224W，這時的機械效率為_。（題型三）3如圖8-81所示，用滑輪組拉著一只木塊P沿水平面以0. 5m/s的速度勻速向右運動，此時彈簧測力計的讀數(shù)為4N。若每只滑輪重1N，繩與滑輪間的摩擦不計，則該滑輪組的機械效率為，在2s內(nèi)拉力F做的功為J。（題型三）4使用機械時，若額外功小于有用功，則該機械的機械效率( ) （題型一）A大于05B小于05C大于1D等于05圖8-82圖8-81圖8-80 5用如圖8-82所示的滑輪組，將重為10N的物體勻速提升0.1m，拉力F = 6N，在這一過程中，下列說法正確的是( )（多選題）（題型一）A. 所做的有用功為1

18、JB所做的額外功為05JC所做的總功為12JD此滑輪組的機械效率為506如圖8-83所示，是工人師傅往高處運送貨物的兩種方法。物重均為500N，滑輪重均為10N，不計摩擦和繩重，下列說法正確的是 （ ）（題型一）A甲圖中的拉力等于乙圖中的拉力B甲圖中的拉力小于乙圖中的拉力圖8-83C甲圖中的機械效率小于乙圖中的機械效率D甲圖中的機械效率大于乙圖中的機械效率7測滑輪組的機械效率，先用調(diào)節(jié)好的天平測動滑輪的質(zhì)量，當(dāng)右盤中砝碼及游碼位置如圖8-84所示時，天平重新平衡。然后照圖8-85那樣安裝好滑輪組，記下鉤碼及彈簧秤的位置。拉動彈簧秤使重為G的鉤碼升高，讀出彈簧秤的示數(shù)F，用刻度尺分別測出鉤碼提升

19、的高度h和彈簧秤移動的距離s，記錄數(shù)據(jù)。（題型二）（1）動滑輪的質(zhì)量m_g。Fs表示_功。（2）使鉤碼升高的過程中應(yīng)向上_拉動彈簧秤；不考慮繩子的伸長，S_h。 （3）用式子計算機械效率的條件是_，它比用計算出的結(jié)果_ （填：“偏大”、“相同”或“偏小”）。（4）保持此裝置不變，將提升的鉤碼增加為2G，滑輪組的機械效率將_。（填：“增大”、“不變”或“減小”）圖8-84 圖8-86圖8-858一個人用滑輪組勻速提升重G128N的物體，滑輪組的機械效率為80%，在4s內(nèi)，人用F40N的力拉繩端移動4m。（題型三）（1）計算出物體上升的高度是多少m?F（2）在圖8-86中畫出這個滑輪組的繞線。（3）計算出有用功的功率是多少?9某人用如圖8-87所示的滑輪組勻速提升500N的重物，所用的拉力F為300N，繩子自由端被拉下2m，在此過程中，求：圖8-87拉力F所做的功；滑輪組的機械效率；滑輪組中動滑輪的重（不計摩擦和繩重）。（題型一）10一個工人用圖8-88所示的滑