（安徽專用）2019中考物理高分一輪 第11單元 機械效率課件.ppt

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1、第 11 課時機械效率,考點機械效率,W有用+W額外,比值,例1 2018安慶二模 如圖11-1甲所示,滑輪組在豎直向上的拉力F作用下,將重為100 N的物體勻速提起,在5 s時間內繩子自由端移動的距離為s=3 m。圖乙是滑輪組工作時的拉力F與繩子自由端移動距離s的關系圖。圖乙中陰影部分的面積表示的物理量的大小是,計算滑輪組提升該重物時的機械效率為。,探究一滑輪機械效率的計算,甲 乙 圖11-1,120J,83.3%,【變式1】 2018貴池區(qū)二模 小明同學用如圖11-2所示的裝置拉動物體A,使重為200 N的物體在3 s內沿水平面勻速直線移動了4 m,若A受到地面的摩擦力為50 N,小明作用

2、在繩子上的拉力F為30 N,則拉力F的功率為W,該裝置的機械效率為。,圖11-2,83.3%,80,答案 解:(1)如圖所示 解析 (1)動滑輪的支點O在繩子與滑輪左邊的接觸點上,動力F為繩子的拉力,方向豎直向上,過支點O向動力作用線作垂線段,就得到動力臂L1。,【變式2】 2018包河區(qū)一模 動滑輪也可以看成一個變形的費力杠桿。如圖11-3所示,用豎直向上的拉力F通過動滑輪提升重物G。 (1)請在圖中標出動滑輪的支點O,并作出拉力F的力臂L1。,圖11-3,(2)用大小為10 N的拉力F,將重為4 N的物體G勻速豎直向上提升1 m,則在此過程中,該動滑輪的機械效率為。,圖11-3,80%,例

3、2 2018長豐縣三模 如圖11-4所示,某工人用平行于斜面的力F將重為G的木箱勻速拉上斜邊長為s、高為h的斜面,斜面的傾角為。 (1)請推導:若不計摩擦,F=Gsin 。 (2)實際中的斜面存在摩擦,若木箱質量為50 kg,所用拉力為200 N,斜面長為5 m,高為1.6 m,則斜面的機械效率為多少?木箱所受摩擦力的大小為多少?(g取10 N/kg),探究二斜面機械效率的計算,圖11-4,(2)實際中的斜面存在摩擦,若木箱質量為50 kg,所用拉力為200 N,斜面長為5 m,高為1.6 m,則斜面的機械效率為多少?木箱所受摩擦力的大小為多少?(g取10 N/kg),圖11-4,【變式1】2

4、018霍邱縣一模 某同學利用長2 m、高1.2 m的斜面勻速拉動一重物,若其機械效率為75%,額外功僅為克服斜面對重物的摩擦力所做的功,則物體所受摩擦力與物體的重力之比為。,1：5,【變式2】2018當涂縣模擬 利用如圖11-5所示的斜面裝置用時10 s可以把重為500 N的物體勻速拉到斜面頂端,斜面長為4 m,高為2 m,實際拉力為300 N。求: (1)若沿斜面方向的拉力為F,物重為G,斜面長為L,高為H,請利用總功、有用功和額外功的關系推導出摩擦力f的表達式。 (2)拉力做功的功率是多少? (3)該斜面裝置的機械效率是多少?,圖11-5,(2)拉力做功的功率是多少?,(3)該斜面裝置的機

5、械效率是多少?,探究三杠桿機械效率的計算,例3如圖11-6所示,一根均勻的細木棒OC,OA=OC,B為OC的中點。在C點施力將掛在A點的重為180 N的物體勻速提升0.2 m,木棒的機械效率為90%。提升該物體做的有用功是J,木棒重為N。(不計摩擦),圖11-6,36,10,突破測量滑輪組的機械效率 【考點歸納】 實驗器材:滑輪組、鐵架臺、細繩、彈簧測力計、刻度尺、鉤碼。 滑輪組繞線方法:奇動偶定原則。 實驗中繩子要勻速、豎直拉動。 表格內容的補充、數據的分析與處理。 影響滑輪組機械效率的因素:a.提升物體的重力;b.動滑輪的重力;c.繩重、摩擦。,實驗突破,實驗結論:同一滑輪組,提升物體越重

6、,機械效率越高;不同滑輪組提升同一重物,動滑輪越輕(個數越少),機械效率越高?；喗M的機械效率與提升物體的高度和速度、繩子的段數、省費力均無關。 提高滑輪組機械效率的方法:a.增加提升物體的重力;b.減小動滑輪的重力;c.減小繩重和摩擦等。 有用功、額外功、總功的計算。 缺少刻度尺時的滑輪組機械效率的計算:= 100%。,實驗突破,例 在“測量滑輪組的機械效率”的實驗中,某組同學用同樣的滑輪安裝了如圖11-7甲、乙所示的滑輪組,實驗測得的數據如下表所示,回答下列問題:,圖11-6,(1)本實驗需要用的測量儀器是 和。 (2)實驗數據是用圖中所示的滑輪組測得的。實驗中沿拉動彈簧測力計,使物體緩緩

7、上升。第3次實驗中應補充的數據是。(保留一位小數),彈簧測力計,解析 (1)本實驗所需的測量器材:彈簧測力計和刻度尺,由題表中數據可知有3段繩子承擔物重,由此得出滑輪組的繞繩方法。,刻度尺,甲,豎直方向勻速,74.1%,(3)根據以上實驗數據可以得出如下結論:同一滑輪組的機械效率主要與有關。 【實驗拓展】 (4)分析表中的數據可知:隨著物重的增加,額外功(選填“變大”“變小”或“不變”),原因是。通過以上實驗,請寫出提高滑輪組機械效率的兩種方法: 和 。,解析 (3)由實驗數據可知同一滑輪組的機械效率主要由所提升的物重決定。 (4)由表中數據可知,隨著物重的增大,額外功變大,滑輪組做的額外功為

8、克服動滑輪重力和滑輪與繩子間摩擦力所做的功,且動滑輪的重力不變,則物重越大,摩擦力越大,克服摩擦力做功越多。,變大,物重,克服摩擦做功更多,增加提起的物重,減輕動滑輪重(或加強轉動部分的潤滑等),(5)若將此滑輪組換一種繞繩方法,不計摩擦及繩重,提升相同的物體時,滑輪組的機械效率 (選填“變大”“變小”或“不變”)。 (6)小華同學發(fā)現(xiàn),實驗過程中邊拉動彈簧測力計邊讀數時,彈簧測力計示數不穩(wěn)定,所以他決定令彈簧測力計靜止時讀數, 再利用公式= 100%= 100%= 100%,通過測算重力、拉力和承擔動滑輪及物重的繩子段數得到機械效率。但小明認為如果這樣,測量的結果將比滑輪組真實的機械效率,其

9、原因是 。,解析 (5)滑輪組的機械效率與繞繩方法無關。 (6)小華的方式沒有考慮摩擦力,導致額外功減少,機械效率變高。,不變,高,沒有考慮摩擦力,導致額外功減少,1. 2018安徽4題2分 如圖11-8所示,當工人師傅用400 N的拉力向下拉繩時,可使重680 N的重物勻速上升,此過程中滑輪組的機械效率為。,考點一滑輪及滑輪組機械效率的測量與計算,圖11-8,85%,2. 2010安徽5題2分 地震時有發(fā)生,于是人們開始重視加固維修房屋,常常可以看到如圖11-9所示的場景。假如該工人通過滑輪把50 kg的水泥緩緩提升4 m到房頂上,所用拉力約300 N。該滑輪的機械效率約為。(g取10 N/

10、kg,結果保留三位有效數字),圖11-9,83.3%,3. 2014安徽14題3分 工人師傅使用一個動滑輪將400 N的重物勻速提升到3 m高處,假如拉力的方向豎直向上,大小為250 N,不計繩重和摩擦,則() A.拉力所做的功為750 J B.該機械的效率為80% C.若用該動滑輪提升更重的貨物,機械效率將保持不變 D.若采用輕質動滑輪完成原任務,機械效率將保持不變,4. 2017安徽16題3分 如圖11-10所示,當水平拉力F=50 N時,恰好可以使物體A沿水平地面向右做勻速直線運動。已知物體重為200 N,所受地面的摩擦力約為80 N,假如在5 s時間內,物體水平移動了0.6 m,不計繩

11、和滑輪的自重及繩與滑輪間的摩擦,則在此過程中() A.拉力F做功為30 J B.物體重力做功為120 J C.拉力F做功的功率為12 W D.該裝置的機械效率約為60%,圖11-10,5. 2013安徽19題8分 某實驗小組進行“測量滑輪組機械效率”的實驗,先用彈簧測力計測量鉤碼的重力G,如圖11-11甲所示;再按如圖乙所示的繞線方式組裝好滑輪組,并分別記下鉤碼和彈簧測力計的起始位置。 (1)圖甲中彈簧測力計的示數為N。,圖11-11,解析 (1)題圖甲中彈簧測力計的量程為05 N,其分度值為0.2 N,故彈簧測力計的示數為2 N。,2,(2)圖乙中,為了測量繩子自由端的拉力F,A同學認為應該

12、在彈簧測力計靜止時讀數,B同學認為應該在緩慢勻速提升物體時讀數,正確的是(選填“A”或“B”)同學的方法。,圖11-11,解析 (2)因為滑輪組的機械效率是指使用滑輪組提升物體時的效率,所以測量滑輪組的機械效率時,不能在物體靜止時讀彈簧測力計的示數,又因為做勻速直線運動的物體受力平衡,因此實驗中必須勻速豎直向上拉彈簧測力計,以保證物體勻速上升。,B,(3)按照正確的測量方法,測出的拉力F與鉤碼所受重力G的大小關系為F(選填“”“”或“=”)G。,(4)實驗中要分別記下鉤碼和彈簧測力計的起始位置,是為了 。,測量鉤碼上升的高度h和彈簧測力計移動的距離s,1. 2012安徽17題3分 如圖11-1

13、2所示,有一斜面長為L、高為h,現(xiàn)用力F沿斜面把重為G的物體從底端勻速拉到頂端。已知物體受到斜面的摩擦力為f,則下列關于斜面機械效率的表達式正確的是 () A.= 100% B.= 100% C.= 100% D.= 100%,考點二斜面機械效率的計算,圖11-12,2. 2015安徽8題2分 某同學利用斜面勻速提升重為500 N的物體,已知沿斜面的拉力做功為1000 J,斜面的機械效率為60%,則物體被提升的高度為m。,1.2,2011安徽18題6分 小明用如圖11-13所示的裝置探究“杠桿的機械效率”,每個鉤碼的質量為m,O為支點。 (1)他將2個鉤碼懸掛在B點,在A點豎直向上勻速拉動彈簧

14、測力計,拉力為F1,測得A、B兩點上升的高度分別為h1、h2,則此 次杠桿的機械效率為=。(用物理量的符號表示),考點三杠桿機械效率的測量,圖11-13,(2)他將2個鉤碼懸掛在C點,在A點豎直向上勻速拉動彈簧測力計,使C點上升高度為h2,則彈簧測力計的示數 (選填“大于”“等于”或“小于”)F1,此次彈簧測力計做的功(選填“大于”“等于”或“小于”)第一次做的功。,解析 (2)鉤碼的懸掛點在B點時,由杠桿的平衡條件得F1OA=GOB;懸掛點移至C點時,由杠桿的平衡條件得F2OA=GOC。從圖中可以看出,OB比OC小,所以彈簧測力計的示數應變大。有用功不變,但杠桿提升的高度減小,額外功減小,又因為總功等于額外功與有用功之和,因此,此次彈簧測力計做的功小于第一次做的功。,大于,小于,(3)他將3個鉤碼懸掛在C點,在A點豎直向上勻速拉動彈簧測力計,使C點上升高度仍為h2,則第3次杠桿的機械效率與前兩次相比(選填“最大”“最小”或“三次相等”)。,解析 (3)因為第一次與第二次做的有用功相等,并且第二次的額外功小,因此第一次的機械效率小于第二次的機械效率;將3個鉤碼懸掛在C點時,物體升高的高度不變,物重增加,由W有用=Gh2可得,有用功變大,但杠桿提升的高度與第二次相同,即額外功與第二次相同,因此第三次的機械效率大于第二次的機械效率。綜上所述,第三次的機械效率最大。,最大,