機(jī)械效率知識(shí)點(diǎn)梳理與典型例題

機(jī)械效率知識(shí)點(diǎn)梳理與典型例題一、知識(shí)梳理：〔一、〕正確理解有用功、額外功和總功1、有用功：叫有用功。通常是機(jī)械對(duì)物體所做的功就是有用功。例如，你用滑輪組勻速提升重物時(shí)，W有用=Gh；又如用滑輪組拉動(dòng)重物在水平面上勻速移動(dòng)時(shí)，W有用=fs。2、額外功：叫額外功，通常是克服機(jī)械自重和摩擦所做的功。。3、總功：叫總功。通常是人使用機(jī)械時(shí)對(duì)機(jī)械所做的功。W總=Fs，既然是人做的功，那么這里的F就是人使用機(jī)械時(shí)所用的力，s是人的力所通過的距離。有用功、額外功和總功的關(guān)系是W總=W有+W額外?！捕?、〕機(jī)械效率1、定義：機(jī)械效率是，表達(dá)式=。由表達(dá)式可知：〔1〕總功一定時(shí)，機(jī)械做的有用功越多，或額外功越少，機(jī)械效率就越高?！?〕當(dāng)有用功一定時(shí)，機(jī)械所做的總功越少，或額外功越少，機(jī)械效率越高。2.機(jī)械效率是個(gè)比值，通常用百分?jǐn)?shù)表示，由于使用任何機(jī)械都要做額外功，因此有用功總小于總功，所以總l。二、分類典型例題：題型一：對(duì)有用功、額外功、總功的認(rèn)識(shí)，并能利用機(jī)械效率公式進(jìn)行簡(jiǎn)單的分析判斷例1：以下機(jī)械效率的說法正確的選項(xiàng)是〔〕A．機(jī)械效率可以提高到100%B．機(jī)械效率總小于1C．功率大的機(jī)械機(jī)械效率高D．機(jī)械效率越高,有用功就越多例2：各種機(jī)械在使用時(shí)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1中三種做功情況(滑輪規(guī)格均相同，不計(jì)繩重)，產(chǎn)生額外功最多的應(yīng)是圖。假設(shè)鉤碼的質(zhì)量為100g，在三種情況中均被提高1m，各種情況機(jī)械做的有用功均為J，通過分析可判斷出圖的機(jī)械效率最大。例3：小紅用塑料桶從井中打水；小軍把不小心掉進(jìn)井中的塑料桶打撈上來。在這兩個(gè)情形中水桶中都有水。那么以下分析中正確的選項(xiàng)是〔〕A、兩個(gè)情形中，兩人對(duì)水做的功都是有用功B、兩個(gè)情形中，兩人對(duì)水做的功都是總功C、兩個(gè)情形中，兩人對(duì)水做的功都是額外功D、小紅對(duì)水做的功是有用功，小軍對(duì)水做的功是額外功題型二：會(huì)簡(jiǎn)單計(jì)算有用功、額外功、總功和機(jī)械效率例1：一臺(tái)起重機(jī)將重5000N的貨物提高2m圖2圖2例2：工人利用如圖2所示的滑輪組將重900N的物體豎直向上勻速提升0.5m，工人對(duì)繩的拉力為600N，那么滑輪組對(duì)重物所做的有用功W=__________J，該滑輪組此時(shí)的機(jī)械效率η＝________%.例3、重2540牛的貨物。如圖1所示，滑輪組把它提升1.7米。假設(shè)不考慮摩擦，也不考慮滑輪和繩子的物重，那么：〔1〕繩端拉力F是多少牛？〔2〕繩端移動(dòng)的距離是多少米？〔3〕假設(shè)考慮摩擦、滑輪和繩子的物重，須在繩端施力800牛，滑輪組的機(jī)械效率是多少？例4、用如下圖的滑輪組將重500N的物體，在2S內(nèi)勻速提升6m，拉力的大小為200N，不計(jì)繩重及摩擦，求：滑輪組提升重物時(shí)所做的功?；喗M的機(jī)械效率。拉力的功率。動(dòng)滑輪的重。例5、如下圖，斜面長(zhǎng)3m，高1m。工人用400N的力沿斜面方向?qū)⒅?40N的箱子推到車上。求：〔1〕工人做的有用功?！?〕工人做的總功。〔3〕該斜面的機(jī)械效率?！?〕箱子與斜面間的摩擦力。例6、利用如下圖的杠桿將重3N的物體緩慢勻速提升10cm，手的拉力F為2N，手移動(dòng)的距離為30cm。那么杠桿的機(jī)械效率為多少？例7、用如下圖的滑輪組拉著物體勻速前進(jìn)了20cm假設(shè)物體與地面的摩擦力為9N，那么人所做的有用功是多少？如果對(duì)繩的拉力，那么該滑輪組的機(jī)械效率是多少？例8、如圖2所示，物體重15000牛頓，物體與水平地面的滑動(dòng)摩擦力為物體重的0.2倍，滑輪組的機(jī)械效率為80%，求物體向左勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)繩的自由端的拉力是多大？例10、如圖3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(yùn)動(dòng)，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(qǐng)你計(jì)算出與此題相關(guān)的5個(gè)物理量，要求寫出簡(jiǎn)要說明和結(jié)果?！瞘取10N／kg〕圖3圖3圖4題型三：會(huì)測(cè)定滑輪組的機(jī)械效率，通過探究認(rèn)識(shí)不同情況下滑輪組的機(jī)械效率不同，并能解釋其中的原因圖4例1：小芳和小蘭運(yùn)用如圖4所示的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)定了滑輪組的機(jī)械效率，在全班交流實(shí)驗(yàn)結(jié)果時(shí)，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(huì)影響它的機(jī)械效率呢？大家積極思考，提出了各種猜測(cè)，概括起來有如下幾種：猜測(cè)1：可能與勻速提升的速度大小有關(guān)；猜測(cè)2：可能與被提升的鉤碼重有關(guān)；猜測(cè)3：可能與鉤碼被提升的高度有關(guān)。小芳和小蘭分別根據(jù)各自的猜測(cè)進(jìn)行了探究，每次提升的高度相同，實(shí)驗(yàn)記錄如下表?！睞〕從表二數(shù)據(jù)中可以發(fā)現(xiàn)，小蘭探究的猜測(cè)是第種猜測(cè)。控制因素鉤碼重〔N〕繩端拉力〔N〕機(jī)械效率較小提升速度10483.3較大提升速度10483.3探究結(jié)果〔B〕請(qǐng)根據(jù)小蘭〔表二〕和小芳〔表三〕的實(shí)驗(yàn)記錄，在表中寫出這次探究的結(jié)果?？刂埔蛩劂^碼重〔N〕繩端拉力〔N〕機(jī)械效率相同的提升速度10483.3155.787.7探究結(jié)果表二表二表二表二〔C〕歸納她倆的實(shí)驗(yàn)探究，你所得的結(jié)論是：例2：在測(cè)定滑輪組的機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)中，朱鋼同學(xué)手拉彈簧測(cè)力計(jì)使鉤碼向上緩緩做勻速運(yùn)動(dòng)，并將一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填入下表，〔1〕請(qǐng)你完成實(shí)驗(yàn)表格。拉力F(N)鉤碼重G〔N〕測(cè)力計(jì)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(jī)械效率η0.3010.40.1〔2〕在下面的方框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)裝置圖〔3〕假設(shè)仍用同一滑輪組，增加懸掛的鉤碼的個(gè)數(shù)，那么此滑輪組的機(jī)械效率將〔“增大”、“不變”、“減小”〕。三、經(jīng)典練習(xí)：1以下說法中正確的選項(xiàng)是()(A)功率大的機(jī)械，機(jī)械效率一定高(B)機(jī)械效率高的機(jī)械一定省力(C)做有用功多的機(jī)械，機(jī)械功率一定高(D)做功相同、用時(shí)少的機(jī)械功率一定大2.如下圖，沿著長(zhǎng)為L(zhǎng)的斜面把一個(gè)物體勻速拉到頂端，如果在物體與斜面之間涂潤(rùn)滑劑減小摩擦，那么產(chǎn)生的效果是〔〕A.總功增加 B.有用功增加C.有用功減小D.機(jī)械效率增大應(yīng)選〔D〕3.如下圖，某人將一物體用F=40N的推力勻速將一個(gè)重200N的物體推上高h(yuǎn)=1m、長(zhǎng)s=6m的斜面，那么此人對(duì)物體做的總功為________J，額外功為________J，摩擦力為________N，斜面的機(jī)械效率為________.4.如下圖，在杠桿的中點(diǎn)掛一質(zhì)量為20kg的物體，某人在端點(diǎn)用125N向上的力將該物體勻速提高了0.5m.，那么此人對(duì)物體做功的機(jī)械效率為多少?〔78.4%〕圖8乙甲5.用動(dòng)力臂是阻力臂3倍的杠桿，將重600N的物體抬高圖8乙甲6．如圖8所示，小麗分別用甲、乙兩滑輪把同一桶沙從一樓地面提到二樓地面，用甲滑輪所做的總功為W1，機(jī)械效率為η1；用乙滑輪所做的總功為W2，機(jī)械效率為η2，假設(shè)不計(jì)繩重與摩擦，那么〔〕A．W1=W2η1=η2B．W1=W2η1<η2C．W1<W2η1>η2D．W1>W2η1<η27．用動(dòng)滑輪將重為80牛的物體勻速提升2米，拉力做功200一切摩擦．〔1〕求此時(shí)動(dòng)滑輪的機(jī)械效率；〔2〕如果該動(dòng)滑輪勻速提升200牛的重物，拉力的功率為11瓦，那么重物上升的速度是多大？8.圖28-1中，四個(gè)滑輪組分別提升重G或G/2的貨物。每個(gè)滑輪的重力都相等為G’，不計(jì)繩重和滑輪軸處的摩擦，試比擬它們機(jī)械效率的大小。〔ηa=ηb>ηc>ηd?！?.、滑輪組的機(jī)械效率為70%，用此滑輪組勻速提起210牛的貨物，所需拉力為60牛，那么承當(dāng)重物的繩子的段數(shù)為〔〕A、2段B、3段C、4段D、5段10．用機(jī)械效率為70%的滑輪組將重為2240N貨物拉起，所用的拉力為800N，那么滑輪組的組合至少由幾個(gè)定滑輪和幾個(gè)動(dòng)滑輪組成〔〕A．1個(gè)定滑輪，1個(gè)動(dòng)滑輪B．2個(gè)定滑輪，1個(gè)動(dòng)滑輪C．1個(gè)定滑輪，2個(gè)動(dòng)滑輪D．2個(gè)定滑輪，2個(gè)動(dòng)滑輪11．一個(gè)人用滑輪組勻速提升重G=128N的物體，滑輪組的機(jī)械效率為80%，在4s內(nèi)人用F=40N的力使繩端移動(dòng)4m．〔1〕求出繩子的股數(shù)n；〔2〕算出有用功的大小和總功功率．12．用1225牛向下的拉力，通過機(jī)械效率為80%的滑輪組可以把重為4900牛的物體勻速提升起來．請(qǐng)畫出這個(gè)滑輪組的裝置圖圖1113．站在地面上的人用滑輪組把重960N的貸物由地面勻速提升到4m的高處，所用的時(shí)間是8s，人作用在繩子自由端的拉力為600N．〔不計(jì)摩擦和繩重〕圖11〔1〕依據(jù)題意在圖11中畫出繩子的繞法；〔2〕請(qǐng)根據(jù)條件設(shè)疑并解答．〔至少求出4個(gè)物理量〕14.如下圖，將重物G提高1m，拉力做功600J，如不計(jì)摩擦及動(dòng)滑輪重，求重物G的物重是多少？如果實(shí)際拉力是250N，求該滑輪組的機(jī)械效率是多少？〔600N，80%〕15.所用的拉力F＝100N，如果該滑輪組的機(jī)械效率為75%，不計(jì)摩擦和繩重，求物重和滑輪自重?！?00N，100N〕16．如圖4用40牛的拉力使物體勻速上升，不計(jì)繩重和摩擦，整個(gè)裝置的機(jī)械效率為75%．求：〔1〕物體和動(dòng)滑輪的重各是多少？〔2〕假設(shè)繩能承受的最大拉力為50牛，此裝置的機(jī)械效率最大可提高到多少？17.用如下圖的滑輪組提起重物〔不計(jì)繩重和摩擦〕?！?〕當(dāng)物重為180N時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率為60％，繩端拉力為多少N？〔2〕當(dāng)被提重物為240N，重物上升3m時(shí)，繩端拉力所做的功為多少J？GGF18．用如圖7所示的滑輪組〔繩重及摩擦阻力不計(jì)〕往下拉繩端，物體重為600N，假設(shè)沿豎直向下的方向拉著物體使物體勻速提高2m的過程中，拉力F1做的功為1440J?！?〕假設(shè)用此滑輪組以3m／s的速度勻速提高重為1200N的物體，拉力F2的功率為多少？〔2〕用這個(gè)滑輪組勻速提升600N重物和1200N重物兩種情況時(shí)機(jī)械效率之比為多少？19.圖1中，重為500牛的物體與地面間的摩擦力是150牛，為使物體勻速移動(dòng)，必須在繩端加以60牛的水平拉力，那么滑輪組的機(jī)械效率約為；假設(shè)物體移動(dòng)的速度為0.圖1圖1FA20.圖3所示滑輪組拉著一重為100牛的物體A沿水平面做勻速運(yùn)動(dòng)，所用拉力F的大小為40牛．〔1〕不計(jì)輪和繩的重力以及摩擦，求：物體A所受的摩擦力．〔2〕假設(shè)滑輪組的機(jī)械效率為80%，求：物體A所受的摩擦力．21.某人站在岸上利用滑輪組使停泊在水中的船勻速靠岸，滑輪組由兩個(gè)定滑輪和兩個(gè)動(dòng)滑輪組成〔滑輪重不計(jì)〕，如下圖，船重1.02，船移動(dòng)時(shí)受到水的阻力是船重的0.01倍，人水平拉繩的力為240N，船靠岸的速度為0.72km/h。求〔1〕滑輪組的機(jī)械效率?！?〕人拉繩子的功率及人對(duì)船做的有用功率。22．如圖5，用滑輪組拉著重為600牛的物體沿水平方向向右