機(jī)械效率 【知識(shí)梳理+思維導(dǎo)圖+典例引路+拓展提升】中考物理 核心考點(diǎn)高分突破精講精練

機(jī)械效率■知識(shí)點(diǎn)一：機(jī)械效率１.有用功：對(duì)機(jī)械、活動(dòng)有用的功。公式：W有用＝Gh（提升重物）=W總－W額=ηW總；斜面：W有用=Gh。2.額外功：并非需要但又不得不做的功。公式：W額=W總－W有用=G動(dòng)h（忽略輪軸摩擦的動(dòng)滑輪、滑輪組）；斜面：W額=fL。3.總功：有用功加額外功或動(dòng)力所做的功。公式：W總=W有用＋W額=FS=W有用／η；斜面：W總=fL+Gh=FL。4.機(jī)械效率：有用功跟總功的比值。機(jī)械效率計(jì)算公式：。

5.滑輪組的機(jī)械效率（不計(jì)滑輪重以及摩擦?xí)r）（1）滑輪組（豎直方向提升物體）：（G為物重，h為物體提升高度，F(xiàn)為拉力，S為繩子自由端走的距離）。

（2）滑輪組（水平方向拉動(dòng)物體）：（f為摩擦力，l為物體移動(dòng)距離，F(xiàn)為拉力，S為繩子自由端走的距離）。

6.斜面的機(jī)械效率：(h為斜面高，S為斜面長(zhǎng)，G為物重，F(xiàn)為沿斜面對(duì)物體的拉力)。【微點(diǎn)撥】機(jī)械效率的相關(guān)計(jì)算機(jī)械效率計(jì)算是本單元學(xué)習(xí)中的熱點(diǎn)問(wèn)題，也是?？伎键c(diǎn)。在計(jì)算機(jī)械效率時(shí)，注意物理量名稱(chēng)所表示的意義。并深刻理解不同狀態(tài)下，各種機(jī)械的機(jī)械效率計(jì)算公式（不計(jì)滑輪重以及摩擦?xí)r）：（1）滑輪組（豎直方向提升物體）：（G為物重，h為物體提升高度，F(xiàn)為拉力，S為繩子自由端走的距離）。

（2）滑輪組（水平方向拉動(dòng)物體）：（f為摩擦力，l為物體移動(dòng)距離，F(xiàn)為拉力，S為繩子自由端走的距離）。

（3）斜面的機(jī)械效率：(h為斜面高，S為斜面長(zhǎng)，G為物重，F(xiàn)為沿斜面對(duì)物體的拉力)。一、考點(diǎn)導(dǎo)圖二、真題再現(xiàn)考向一：機(jī)械效率的簡(jiǎn)單計(jì)算1．（2021·遼寧·中考真題）國(guó)家為了改善居民的居住條件，對(duì)老舊小區(qū)進(jìn)行改造。建筑工人用如圖裝置將建材勻速運(yùn)送到樓頂，已知建材重為4500N，建材提升15m用時(shí)1min，繩端的粒力F為2000N（忽略繩重）下列計(jì)算結(jié)果正確的是（）。A．繩端拉力的功率為1125W；B．繩端移動(dòng)的速度為0.25m/s；C．該裝置的機(jī)械效率為75%；D．該裝置所做的有用功為3×104J【答案】C?！窘馕觥緽．物體移動(dòng)的速度如圖由3股繩子拉著動(dòng)滑輪，繩端移動(dòng)的速度為故B錯(cuò)誤；A．繩端拉力的功率為；故A錯(cuò)誤；C．該裝置的機(jī)械效率為75%；故C正確；D．該裝置所做的有用功故D錯(cuò)誤。故選C。2．（2021·貴州黔東南·中考真題）如圖所示，用滑輪組提升重物時(shí)，5s將重90N的物體勻速提升了2m。已知?jiǎng)踊喼貫?0N（不計(jì)繩重和摩擦），則提升重物的過(guò)程中正確的是（）。A．繩子自由端拉力F的大小為90N；B．提升物體的過(guò)程中，拉力F做的有用功為200J；C．繩子自由端拉力F的功率為36W；D．此滑輪組的機(jī)械效率為90%【答案】D。【解析】A．由題意可知，不計(jì)繩重和摩擦，物體重是90N，動(dòng)滑輪重為10N，從圖中可以看到，兩條繩子托著動(dòng)滑輪，那么代入數(shù)據(jù)可知解得，繩子自由端拉力F的大小是50N，故A錯(cuò)誤；B．提升物體的過(guò)程中，拉力F做的有用功即是重物克服自身的重力所做的功，那么拉力F做的有用功是180J，故B錯(cuò)誤；C．5s將重90N的物體勻速提升了2m，兩條繩子托著動(dòng)滑輪，則繩子自由端移動(dòng)的距離都是經(jīng)歷了5s時(shí)間，那么繩子自由端移動(dòng)的速度繩子自由端移動(dòng)的速度是0.8m/s，由A解析可知繩子自由端拉力F的大小是50N，根據(jù)可知，繩子自由端拉力F的功率繩子自由端拉力F的功率是40W，故C錯(cuò)誤；D．由B解析可知拉力F做的有用功是180J，由C解析可知繩子自由端拉力F的功率是40W，這個(gè)過(guò)程經(jīng)歷的時(shí)間是5s，繩子自由端拉力F做的功是總功，這個(gè)總功這個(gè)總功是200J；此滑輪組的機(jī)械效率此滑輪組的機(jī)械效率是90%，故D正確。故選D。3．（2021·吉林·中考真題）如圖所示，用的拉力，把重力為的木箱勻速提升，滑輪組的機(jī)械效率為_(kāi)__________﹔假如在上升過(guò)程中，拉木箱的繩子突然斷了，木箱由于___________會(huì)繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)一段距離?！敬鸢浮?0%；慣性?！窘馕觥縖1]有3股繩，滑輪組的機(jī)械效率為[2]物體保持原來(lái)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的性質(zhì)叫慣性，在上升過(guò)程中，拉木箱的繩子突然斷了，木箱由于慣性會(huì)繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)一段距離。考向二：機(jī)械效率綜合計(jì)算1．（2021·湖北湖北·中考真題）如圖所示，工人用300N的拉力，把一重為500N的貨物G用滑輪組提升了3m（忽略摩擦及繩重）。求∶（1）工人做的有用功；（2）滑輪組的機(jī)械效率（結(jié)果保留一位小數(shù)）；（3）動(dòng)滑輪重?！敬鸢浮浚?）1500J；（2）83.3%；（3）100N?！窘馕觥浚?）工人做的有用功為W有用=Gh=500N×3m=1500J（2）由圖可知，繩子的股數(shù)為2，總功為W總=Fs=Fnh=300N×2×3m=1800J滑輪組的機(jī)械效率為（3）根據(jù)公式，可得動(dòng)滑輪的重力為G動(dòng)=nF-G物=2×300N-500N=100N答：（1）工人做的有用功為1500J；（2）滑輪組的機(jī)械效率為83.3%；（3）動(dòng)滑輪重為100N。2．（2021·江蘇蘇州·中考真題）如圖是工人師傅用滑輪組提升建筑材料的示意圖，在400N的拉力作用下，使質(zhì)量為70kg的建筑材料在10s的時(shí)間里，勻速豎直上升了2m。不計(jì)繩子重力和摩擦，g取10N/kg，求：（1）拉力的功率P；（2）滑輪組的機(jī)械效率η；（3）動(dòng)滑輪的重力G動(dòng)。【答案】（1）160W；（2）；（3）?！驹斀狻浚?）由圖可知，滑輪組承重繩子根數(shù)為2，繩子端移動(dòng)的距離繩子端所做的總功拉力的功率或者：繩子端的移動(dòng)速度拉力的功率（2）建筑材料的重力提升建筑材料所做的有用功滑輪組的機(jī)械效率（3）據(jù)滑輪組的特點(diǎn)，有動(dòng)滑輪的重力或者：滑輪組所做的額外功不計(jì)繩子重力和摩擦，據(jù)得答：（1）拉力的功率P為160W；（2）滑輪組的機(jī)械效率η為87.5%；（3）動(dòng)滑輪的重力G動(dòng)為100N?？枷蛉簻y(cè)定滑輪組機(jī)械效率1.（2020·長(zhǎng)沙）某實(shí)驗(yàn)小組用下圖的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率，部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表所示。（1）實(shí)驗(yàn)中應(yīng)盡量豎直向上拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)；（2）第一次實(shí)驗(yàn)中測(cè)得滑輪組的機(jī)械效率為%；（3）分析以上數(shù)據(jù)可知，使用同一個(gè)滑輪組提升重物時(shí)，被提升物體的重力越，滑輪組的機(jī)械效率越高。實(shí)驗(yàn)次數(shù)物理量1234鉤碼重G物/N0.51.01.52.0鉤碼上升高度h/m0.1﹣0.10.10.1繩端拉力F/N0.30.50.70.9繩段移動(dòng)距離s/m0.30.30.30.3機(jī)械效率η67%71%74%【答案】（1）勻速；（2）56%；（3）大?！窘馕觥浚?）要正確測(cè)量繩端拉力，需豎直向上勻速拉動(dòng)測(cè)力計(jì)。（2）第1次實(shí)驗(yàn)測(cè)得的機(jī)械效率為：η＝＝＝≈56%；（3）分析以上數(shù)據(jù)可知：使用同一滑輪組，增大物重可以提高滑輪組的機(jī)械效率。故答案為：（1）勻速；（2）56%；（3）大。2.（2020·湘潭）測(cè)量如圖所示滑輪組的機(jī)械效率，部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表。實(shí)驗(yàn)次數(shù)鉤碼重力G/N鉤碼上升高度h/cm拉力F/N繩端移動(dòng)距離s/cm機(jī)械效率η11.051555.6%21.550.81532.051.01566.7%42.0101.03066.7%（1）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，應(yīng)緩慢拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，使鉤碼豎直向上做運(yùn)動(dòng)。第1次實(shí)驗(yàn)時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)如圖所示，為N。（2）第2次實(shí)驗(yàn)時(shí)所做的有用功為J，滑輪組的機(jī)械效率是。（3）分析1、2、3次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)可知，使用同一滑輪組提升重物時(shí)，重物重力越（選填“大”或“小”），滑輪組的機(jī)械效率越高；分析3、4次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)可知，滑輪組的機(jī)械效率與鉤碼上升的高度（選填“有關(guān)“或“無(wú)關(guān)”）。（4）結(jié)合生產(chǎn)生活實(shí)際，用滑輪組提升重物時(shí)，下列選項(xiàng)中也可提高機(jī)械效率的是。A．增大繩重B．減輕動(dòng)滑輪重C．加快物體提升的速度【答案】（1）勻速；0.6；（2）0.075；62.5%；（3）大；無(wú)關(guān)；（4）B?！窘馕觥浚?）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，應(yīng)緩慢拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，使鉤碼豎直向上做勻速運(yùn)動(dòng)。測(cè)力計(jì)分度值為0.1N，第1次實(shí)驗(yàn)時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)如圖所示，為0.6N；（2）第2次實(shí)驗(yàn)時(shí)所做的有用功為：W有用2＝G2h2＝1.5N×0.05m＝0.075J；第2次做的總功：W總2＝F2s2＝0.8N×0.15m＝0.12J；滑輪組的機(jī)械效率是：η＝＝×100%＝62.5%；（3）分析1、2、3次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)可知，使用同一滑輪組提升重物時(shí)，重物重力越，滑輪組的機(jī)械效率越高；分析3、4次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)可知