12.3機(jī)械效率-【課堂筆記】2023-2024學(xué)年八年級(jí)物理下冊(cè)教材解讀與重難點(diǎn)突破（人教版）

第十二章簡(jiǎn)單機(jī)械第3節(jié)機(jī)械效率教材考點(diǎn)梳理一、功的原理1.內(nèi)容：使用機(jī)械時(shí)，人們所做的功，都不會(huì)少于直接用手所做的功。即：使用任何機(jī)械都不省功。2.說明：（1）功的原理是一個(gè)普遍的結(jié)論，對(duì)于任何機(jī)械都適用。（2）功的原理告訴我們：使用機(jī)械要省力必須費(fèi)距離，要省距離必須費(fèi)力，既省力又省距離的機(jī)械是沒有的。（3）使用機(jī)械雖然不能省功，但人類仍然使用，是因?yàn)槭褂脵C(jī)械或者可以省力、或者可以省距離、也可以改變力的方向，給人類工作帶來很多方便。二、有用功、額外功、總功1.有用功：（1）定義：使用機(jī)械時(shí)，對(duì)人們有用的功，用W有表示。（2）公式：W有＝G物h=W總－W額=ηW總2.額外功：（1）定義：并非需要但又不得不做的功，用W額表示。（2）公式：W額＝G動(dòng)h=W總－W有=（1-η）W總（3）產(chǎn)生原因：A.克服機(jī)械自重和容器重做功。B.克服摩擦做功。3.總功：（1）定義：有用功與額外功之和，用W總表示。（2）公式：W總＝FS=W有+W額=W有/η?！米雷樱篈.一般來說，動(dòng)力對(duì)機(jī)械所做的功是總功，機(jī)械對(duì)物體所做的功是有用功。B.有用功和總功的判定，要根據(jù)工作目的來判定。目的不同，有用功和總功可能就不同。三、機(jī)械效率（η）1.定義：有用功跟總功的比值。2.公式：η=W有/W總×100%。3.物理意義：機(jī)械效率是衡量機(jī)械性能好壞的重要標(biāo)志。機(jī)械效率越高的機(jī)械，性能越好。4.對(duì)機(jī)械效率的理解：（1）機(jī)械效率只跟有用功和總功有關(guān)，反映了有用功占總功的比例。（2）機(jī)械效率與機(jī)械的功率、省力情況、力的大小、繞線方法和重物提升高度均無關(guān)系。（3）機(jī)械效率總小于1，因?yàn)槭褂脵C(jī)械都要做額外功。（4）同一機(jī)械的效率也不是固定不變的。5.提高機(jī)械效率的方法：（1）減小摩擦。（2）增大物重。（相同機(jī)械，提升物體越重，機(jī)械效率越高）（3）減輕機(jī)械自重。（提升重物相同，動(dòng)滑輪越重，機(jī)械效率越低）6.幾種裝置的機(jī)械效率：滑輪組斜面豎直方向水平方向裝置圖機(jī)械效率W有＝G物hW有＝fS物W有＝GhW額＝G動(dòng)h/W額＝fhW總＝FSW總＝FS拉W總＝FSη=G物h/FS=G物/nF=G物/G物+G動(dòng)η=fS物/FS拉=f/nFη=Gh/FS=Gh/Gh+fS四、實(shí)驗(yàn)：測(cè)機(jī)械效率1.實(shí)驗(yàn)原理：η=W有/W總×100%。2.實(shí)驗(yàn)器材：彈簧測(cè)力計(jì)、刻度尺、滑輪組、鉤碼等。3.實(shí)驗(yàn)步驟：（1）測(cè)出鉤碼重力。（2）組裝滑輪組，記下測(cè)力計(jì)和鉤碼位置。（3）在豎直方向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，讀出測(cè)力計(jì)示數(shù)，記下測(cè)力計(jì)和鉤碼通過的距離。（4）算出機(jī)械效率。（5）改變鉤碼個(gè)數(shù)或換用不同裝置重復(fù)實(shí)驗(yàn)。4.實(shí)驗(yàn)結(jié)論：（1）相同機(jī)械，提升物體越重，機(jī)械效率越高。（2）提升重物相同，動(dòng)滑輪越重，機(jī)械效率越低。重難點(diǎn)突破1．（2023四川內(nèi)江）如圖所示，將重力為10N的物體沿斜面向上從底端勻速拉到頂端。若斜面長(zhǎng)L為1m，斜面高h(yuǎn)為0.3m，拉力F為4N，拉力的功率為2W，則此過程中，斜面的機(jī)械效率是________%，物體從斜面底端運(yùn)動(dòng)到斜面頂端所用的時(shí)間是_______s。2．（2023山東泰安）用如圖所示的滑輪組在10s內(nèi)將200N的重物勻速提升3m，滑輪組的機(jī)械效率為80%，不計(jì)繩重和摩擦，拉力F的功率為_________W。3．（2023江蘇連云港）重450N的箱子，在20N水平推力的作用下，沿水平路面做勻速直線運(yùn)動(dòng)，地面對(duì)箱子的支持力大小為__________N，箱子受到的阻力大小為________N。如果用如圖所示的滑輪組勻速提升該箱子，拉力F=250N，滑輪組的機(jī)械效率為____________。箱子以0.1m/s的速度勻速上升的過程中，拉力的功率為__________W。4．（2023廣東廣州）用滑輪組進(jìn)行“一瓶水提升一個(gè)人”活動(dòng)，如圖，水瓶勻速直線下降10m，使人勻速升高0.5m，水瓶對(duì)繩a的拉力為，繩b對(duì)人的拉力為。此過程（）

A．有用功為300JB．做的功等于做的功C．做的功小于做的功D．滑輪組的機(jī)械效率為80%5．（2023四川廣安）學(xué)習(xí)了簡(jiǎn)單機(jī)械知識(shí)后，某同學(xué)自制了如圖所示的晾衣架。他將50N的衣物掛在橫桿上，拉繩使其勻速上升1.6m，用時(shí)5s（上升過程中，橫桿保持水平），此過程該裝置的機(jī)械效率為80%（不計(jì)繩重及摩擦）。下列分析正確的是（）

A．拉力做功80J B．拉力的功率為20WC．動(dòng)滑輪重12.5N D．若增大衣物的質(zhì)量，機(jī)械效率將減小6．（2023湖南永州）如圖所示，將一個(gè)重9.0N的物體從斜面底端勻速直線拉到斜面頂端，沿斜面向上的拉力為3.6N，在斜面上移動(dòng)的距離s=1.2m，物體升高的高度h=0.3m，則（）

A．物體所受的摩擦力3.6N B．物體克服重力做功4.32JC．拉力做功2.7J D．斜面的機(jī)械效率62.5%7．（2023·北京）用如圖所示的裝置提升重為800N的物體A，動(dòng)滑輪重為200N。在卷揚(yáng)機(jī)對(duì)繩子的拉力F作用下，物體A在10s內(nèi)豎直勻速上升了2m。在此過程中，不計(jì)繩重和摩擦，下列說法正確的是（）

A．物體A上升的速度為0.4m/s B．滑輪組的有用功為2000JC．拉力F的功率為100W D．滑輪組的機(jī)械效率為80%8．（2023·內(nèi)蒙古包頭）在小區(qū)改造工程中，工人師傅用滑輪組提升建筑材料，如圖所示。滑輪組掛在固定的鋼架上，每個(gè)滑輪重為150N。繩子自由端受到的拉力F為500N，材料在30s內(nèi)勻速上升了3m，不計(jì)繩重和摩擦，下列說法正確的是（）A．繩子自由端的速度為0.1m/sB．拉力F的功率為50WC．滑輪組的機(jī)械效率為90%D．鋼架受到的拉力為1500N參考答案1.【答案】752【解析】拉動(dòng)物體所做的有用功為，總功為，斜面的機(jī)械效率是根據(jù)，可得，物體從斜面底端運(yùn)動(dòng)到斜面頂端所用的時(shí)間是2.【答案】75【解析】由題意知，解得拉力F做的功W總=750J。根據(jù)得，拉力F的功率為3.【答案】4502090%50【解析】箱子放在水平地面上時(shí)，箱子受到的重力與地面對(duì)箱子的支持力大小相等，方向相反，都作用在箱子上，而且作用在同一條直線上，所以箱子受到的重力與地面對(duì)箱子的支持力是一對(duì)平衡力，故地面對(duì)箱子的支持力大小為箱子勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，箱子受到的阻力等于推力，所以箱子受到的阻力大小為滑輪組的機(jī)械效率η==90%拉力端移動(dòng)速度v=2×0.1m/s=0.2m/s，由P=，可得，拉力做功的功率4.【答案】D【解析】A．做的功為有用功，大小為，故A錯(cuò)誤，不符合題意；BC．做的功為總功，大小為，故BC錯(cuò)誤，不符合題意；D．滑輪組的機(jī)械效率為