12.3 機(jī)械效率
CHUZHONGWULI
第十二章 簡(jiǎn)單機(jī)械

物理
第3節(jié)
人教版 物理 八年級(jí) 下冊(cè)
第3節(jié) 機(jī)械效率
第3節(jié) 機(jī)械效率
導(dǎo)入新課
? 在生活中，我們經(jīng)常聽(tīng)到與“效率”有關(guān)的一詞：學(xué)習(xí)效率、工作效率等等，你知道它們的含義嗎？
“效率”有多種含義，通常理解為單位時(shí)間完成的工作量。
在物理學(xué)中，有一個(gè)概念叫做“機(jī)械效率”，你知道它的含義嗎？
導(dǎo)入新課
要把重100N的大米運(yùn)上三樓，右圖畫了三種辦法。
哪種辦法最好，哪種辦法最不好？
大米重100 N 人體重400 N 動(dòng)滑輪重10 N 桶重 20 N 口袋重 5 N
學(xué)習(xí)了今天的知識(shí)你就明白了。
有用功和額外功
機(jī)械效率
課堂總結(jié)
課堂練習(xí)
動(dòng)手動(dòng)腦學(xué)物理
【實(shí)驗(yàn)步驟】①如圖甲所示，用彈簧測(cè)力計(jì)將鉤碼緩慢地提升一定的高度，將數(shù)據(jù)填入表格。②如圖乙所示，用彈簧測(cè)力計(jì)和一個(gè)動(dòng)滑輪將同樣的鉤碼緩慢地提升相同的高度，并記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
不使用機(jī)械直接提升物體做的功，與使用機(jī)械提升物體做的功是否相同嗎？
使用動(dòng)滑輪是否省功
1. 有用功和額外功
一、定滑輪和動(dòng)滑輪
【數(shù)據(jù)記錄】
用彈簧測(cè)力計(jì)直接提升2個(gè)鉤碼
用彈簧測(cè)力計(jì)和一個(gè)動(dòng)滑輪提升2個(gè)鉤碼
2
0.1
0.1
1.2
0.1
0.2
1. 有用功和額外功
一、定滑輪和動(dòng)滑輪
①直接用彈簧測(cè)力計(jì)提升2個(gè)鉤碼所作的功 W1=F1S1= 2N×0.1m=0.2J ②用彈簧測(cè)力計(jì)和一個(gè)動(dòng)滑輪提升2個(gè)鉤碼，所做的功 W2=F2S2= 1.2N×0.2m=0.24J
【分析論證】
0.2
0.24
1. 有用功和額外功
一、定滑輪和動(dòng)滑輪
使用動(dòng)滑輪提升重物比直接用手提升重物并不省功
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】
?使用動(dòng)滑輪會(huì)省一半的力，但拉力移動(dòng)的距離增加了一倍，加上動(dòng)滑輪的自重及摩擦等因素的影響，使用動(dòng)滑輪提升重物非但不省功，還要費(fèi)功。
【分析論證】
0.2
0.24
1. 有用功和額外功
一、定滑輪和動(dòng)滑輪
【評(píng)估】
總功：有用功與額外功之和. W總= W有+ W額
以使用動(dòng)滑輪提升鉤碼進(jìn)行分析
2. 機(jī)械的三種功
一、定滑輪和動(dòng)滑輪
機(jī)械的三種功：有用功、額外功和總功
?用水桶從井中提水的時(shí)候，所做的功哪部分是有用功，哪部分是額外功？
提水所做的功是有用功；提水桶所做的功是額外功。
?如果桶掉到井里，從井里撈桶的時(shí)候，撈上的桶里帶了一些水，這種情況下哪部分是有用功，哪部分是額外功？
提水桶所做的功是有用功；提水所做的功是額外功。
2. 機(jī)械的三種功
一、定滑輪和動(dòng)滑輪
視頻欣賞——《有用功和額外功》
【例題1】水桶掉進(jìn)水里，打撈時(shí)桶里帶了些水，下列關(guān)于做功的說(shuō)法中正確的是（　?。〢．對(duì)桶所做的功是有用功 B．對(duì)桶所做的功是額外功C．對(duì)水所做的功是有用功 D．對(duì)水所做的功是總功
水桶掉進(jìn)水里，我們的目的就是為了把桶提上來(lái)，所以對(duì)桶做的功為有用功；但水桶里面有一些水，又不得不對(duì)水做功，所以對(duì)水做的功為額外功；手對(duì)繩子的拉力做的功，包括對(duì)水做的功、對(duì)桶做的功和對(duì)繩子做的功為總功，故BCD錯(cuò)誤，A正確。
A
例題分析
一、定滑輪和動(dòng)滑輪
所以選A
有用功和額外功
機(jī)械效率
課堂總結(jié)
課堂練習(xí)
動(dòng)手動(dòng)腦學(xué)物理
情景分析
要把重100N的大米運(yùn)上三樓。圖中用了三種方法，怎樣比較哪種方法好？
大米重100 N 人體重400 N 動(dòng)滑輪重10 N 桶重 20 N 口袋重 5 N
二、機(jī)械效率
1. 比較做功的效率
①人走樓梯提大米做功情況
大米重100 N 人體重400 N 動(dòng)滑輪重10 N 桶重 20 N 口袋重 5 N 地面到三樓高 6 m
總功 W = W米 + W桶 + W人 = 600J+120J +2400J =3120J
對(duì)桶做功
克服自重做功
W桶 = Gh=20N×6m= 120 J
W人 = Gh=400N×6m= 2400 J
W米 = Gh=100N×6m=600 J
對(duì)大米做功
二、機(jī)械效率
1. 比較做功的效率
②人用動(dòng)滑輪和桶提大米做功情況
對(duì)大米做功
對(duì)桶做功
W米 = Gh=100N×6m=600 J
總功 W = W米 + W桶 + W動(dòng) = 600J+120J +60J =780J
W桶 = Gh=20N×6m= 120 J
對(duì)動(dòng)滑輪做功
W動(dòng) = Gh=10N×6m= 60 J
大米重100 N 人體重400 N 動(dòng)滑輪重10 N 桶重 20 N 口袋重 5 N 地面到三樓高 6 m
二、機(jī)械效率
1. 比較做功的效率
③人用動(dòng)滑輪與口袋提大米做功情況
對(duì)大米做功
對(duì)口袋做功
W米 = Gh=100N×6m=600 J
總功 W = W米 + W口袋 + W動(dòng) = 600J+30J +60J =690J
W口袋 = Gh=5N×6m= 30 J
對(duì)動(dòng)滑輪做功
W動(dòng) = Gh=10N×6m= 60 J
大米重100 N 人體重400 N 動(dòng)滑輪重10 N 桶重 20 N 口袋重 5 N 地面到三樓高 6 m
二、機(jī)械效率
1. 比較做功的效率
對(duì)大米做的功
W大米=Gh =100N×6m =600J
W大米=Gh =100N×6m =600J
W大米=Gh =100N×6m =600J
做的其他功
W人與桶=G總h =420N×6m =2520J
W滑輪與桶=G總h =30N×6m =180J
W滑輪與口袋=G總h =15N×6m =90J
總功
3120J
780J
690J
④ 三種情形對(duì)比
二、機(jī)械效率
1. 比較做功的效率
600J
600J
600J
2520J
180J
90J
總功W總
3120J
780J
690J
有用功W有
額外功W額
這三種情況下，哪些是有用功？哪些是額外功？
請(qǐng)分別計(jì)算出三種情況下有用功、額外功和總功分別是多少？
對(duì)大米做的功
做的其他功
W人與桶=G總h =420N×6m =2520J
W滑輪與桶=G總h =30N×6m =180J
W滑輪與口袋=G總h =15N×6m =90J
W大米=Gh =100N×6m =600J
W大米=Gh =100N×6m =600J
W大米=Gh =100N×6m =600J
二、機(jī)械效率
1. 比較做功的效率
600J
600J
600J
2430J
180J
90J
總功W總
3120J
780J
690J
有用功W有
額外功W額
請(qǐng)算出三種情況下有用功在總功中占的百分比。
?
19.5%
77%
87%
現(xiàn)在你會(huì)判斷哪種方法比較好嗎？為什么？
?
二、機(jī)械效率
1. 比較做功的效率
①物理學(xué)中，將有用功跟總功的比值叫做機(jī)械效率。
注：機(jī)械效率只有大小，沒(méi)有單位。由于有用功總小于總功，所以機(jī)械效率總小于1 。機(jī)械效率通常用百分?jǐn)?shù)表示。
機(jī)械效率是標(biāo)志機(jī)械做功性能好壞的重要指標(biāo)，機(jī)械效率越高，機(jī)械的性能越好。
③變形公式：
W有= W總η
②計(jì)算公式：
二、機(jī)械效率
2. 機(jī)械效率
④一些機(jī)械的機(jī)械效率
二、機(jī)械效率
2. 機(jī)械效率
④一些機(jī)器的機(jī)械效率
離心式水泵60～80%
噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)50～60%
二、機(jī)械效率
2. 機(jī)械效率
一臺(tái)起重機(jī)的機(jī)械效率是60% ?????? ，它表示什么意義？
?使用起重機(jī)提升重物時(shí)所做的有用功跟總功的比值是60% ，也可以說(shuō)有用功在總功中占的比例是60%，另外的40% 是額外功。
?
二、機(jī)械效率
2. 機(jī)械效率
①杠桿
?
如圖所示，利用杠桿把重力為G的物體提高h(yuǎn)，F(xiàn) 為動(dòng)力，S為動(dòng)力作用點(diǎn)移動(dòng)的距離。
?
二、機(jī)械效率
3. 一些簡(jiǎn)單機(jī)械的機(jī)械效率
?
?
②滑輪組豎直提升重物
?
由公式可知： 當(dāng)動(dòng)滑輪的重力一定時(shí)，物重越大，機(jī)械效率越高。
?
二、機(jī)械效率
3. 一些簡(jiǎn)單機(jī)械的機(jī)械效率
如圖所示，利用滑輪組把重力為G的物體提高h(yuǎn)。F 為動(dòng)力，s為繩子自由端移動(dòng)的距離，n為承擔(dān)重物的繩子股數(shù)。
③滑輪或滑輪組水平拉動(dòng)物體（不計(jì)滑輪及繩重）
?
?
?
?
二、機(jī)械效率
3. 一些簡(jiǎn)單機(jī)械的機(jī)械效率
④斜面
?
如圖所示，用力F沿斜面把重力為G的物體提高，h為斜面的高度，l為斜面的長(zhǎng)度。f 為物體與斜面間的摩擦力。
二、機(jī)械效率
3. 一些簡(jiǎn)單機(jī)械的機(jī)械效率
?
?
?
?
【實(shí)驗(yàn)原理】
【實(shí)驗(yàn)器材】
定滑輪、動(dòng)滑輪組成的滑輪組， ?彈簧測(cè)力計(jì)，鉤碼和刻度尺。
影響滑輪組機(jī)械效率的因素可能有哪些？ ①提升物體的重力； ②動(dòng)滑輪的重力； ③繩重、摩擦力… …
4. 測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率
?
二、機(jī)械效率
①按照?qǐng)D甲那樣安裝滑輪組，算出鉤碼的重力G，并記下鉤碼和繩端的位置。
②如圖乙，勻速豎直緩慢拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，使鉤碼緩慢上升，讀出拉力F的值，并用刻度尺測(cè)出鉤碼上升的高度h和繩端移動(dòng)的距離s。
?
④改變鉤碼的數(shù)量，再做兩次上面的實(shí)驗(yàn)。
（1）探究滑輪組的機(jī)械效率與物體重力的關(guān)系
4. 測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率
二、機(jī)械效率
設(shè)計(jì)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)
60.6%
71.4%
78.4%
實(shí)驗(yàn)結(jié)論：同一滑輪組，提升物體的重力越大，機(jī)械效率越高。
數(shù)據(jù)分析： 發(fā)現(xiàn)三次的機(jī)械效率不同。同一滑輪組，鉤碼的重力越大，機(jī)械效率越高。
4. 測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率
二、機(jī)械效率
分析和論證
①按照?qǐng)D甲安裝滑輪組，用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量動(dòng)滑輪A重力GA，分別記下鉤碼和繩端的位置。②勻速緩慢拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，使鉤碼升高，讀出拉力F的值，用刻度尺測(cè)出鉤碼上升的高度h和繩端移動(dòng)的距離s，將測(cè)量數(shù)據(jù)填入表格。③如圖乙所示，改變動(dòng)滑輪的重力，換用動(dòng)滑輪B，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)。④算出有用功W有、總功W總、機(jī)械效率η，并填入表格。
設(shè)計(jì)并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)
（2）探究滑輪組的機(jī)械效率與動(dòng)滑輪重力的關(guān)系
4. 測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率
二、機(jī)械效率
鉤碼的重力G碼=3N
分析和論證
64.5%
53.0%
發(fā)現(xiàn)二次實(shí)驗(yàn)中的機(jī)械效率不同。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：不同的滑輪組提高重力相同的重物，動(dòng)滑輪的重力越大，機(jī)械效率越低。
4. 測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率
二、機(jī)械效率
同一滑輪組，提升物體重力的越大，機(jī)械效率越高； 不同滑輪組提升重力相等的物體，動(dòng)滑輪重力越小，機(jī)械效率越高。
綜合以上實(shí)驗(yàn)，歸納得出結(jié)論：
4. 測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率
二、機(jī)械效率
①實(shí)驗(yàn)時(shí)拉力的方向應(yīng)盡量____________，應(yīng)在鉤碼__________的過(guò)程中讀取拉力的大小。
豎直向上
勻速移動(dòng)
②確定繞線方式與承擔(dān)重物繩子的段數(shù)n：與動(dòng)滑輪連接的段數(shù)即為承擔(dān)重物繩子的段數(shù)，如圖所示，n=3，用“奇動(dòng)偶定法”確定繞線方式。③影響滑輪組機(jī)械效率的因素：物體的 、動(dòng)滑輪的________、繩子與滑輪之間的摩擦力。與繩子的繞法、繩子段數(shù)________。
交流與評(píng)估
重力
重力
4. 測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率
二、機(jī)械效率
無(wú)關(guān)
?
摩擦
刻度尺
4. 測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率
二、機(jī)械效率
交流與評(píng)估
視頻演示——《測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率》
現(xiàn)代社會(huì)是講求“效率”的社會(huì)，時(shí)時(shí)、事事、處處都追求高效率，以盡可能少的消耗能源，取得盡可能多的效益。
提高機(jī)械效率可以充分地發(fā)揮機(jī)械設(shè)備的作用，對(duì)節(jié)能減排、提高經(jīng)濟(jì)效益有重要的意義。
那么，怎樣提高機(jī)械效率呢？
5. 提高機(jī)械效率的方法
二、機(jī)械效率
影響滑輪組機(jī)械效率的因素和改進(jìn)措施
被提升物體的重力
動(dòng)滑輪自身的重力
滑輪組自身部件的摩擦
同一個(gè)滑輪組，被提升物體的重力越大，做的有用功越多，機(jī)械效率越大
有用功不變時(shí)，減小提升動(dòng)滑輪時(shí)做的額外功，可提高機(jī)械效率
機(jī)械自身部件的摩擦力越大，機(jī)械效率越低
在機(jī)械承受的范圍內(nèi)，盡可能增加被提升物體的重力
改進(jìn)滑輪結(jié)構(gòu)，減輕滑輪自重
對(duì)機(jī)械進(jìn)行保養(yǎng)，保持良 好的潤(rùn)滑，減小摩擦
5. 提高機(jī)械效率的方法
二、機(jī)械效率
觀看視頻——《提高滑輪組機(jī)械效率的方法》
【例題2】如圖，用滑輪組豎直向上勻速提升重物，不計(jì)繩重和摩擦，下列措施能提高滑輪組機(jī)械效率的是（　?。〢．適當(dāng)增大重物上升的高度B．換用質(zhì)量較小的動(dòng)滑輪C．增大繩子自由端移動(dòng)的距離D．增大繩子自由端的拉力
解析見(jiàn)下頁(yè)
B
二、機(jī)械效率
ACD．用滑輪組豎直向上勻速提升重物時(shí)，有用功為 W有用 = G物h ，不計(jì)繩重和摩擦，額外功為：W額 = G動(dòng)h，總功為W總=W有用+W額= G物h+ G動(dòng)h則滑輪組的機(jī)械效率為由此可知，滑輪組機(jī)械效率的高低與重物上升的高度、增大繩子自由端移動(dòng)的距離和增大繩子自由端的拉力無(wú)關(guān)，故ACD不符合題意；
?
B．由以上分析可知，減小動(dòng)滑輪的重力，可減小額外功，能提高滑輪組的機(jī)械效率，故B符合題意。
所以選B。
二、機(jī)械效率
【例題3】如圖甲是某學(xué)習(xí)小組“測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率”的示意圖（不計(jì)繩重和摩擦）。①實(shí)驗(yàn)中，用彈簧測(cè)力計(jì)豎直向上___________拉動(dòng)繩子自由端，將重為4.8N的物體從A位置提升到A′位置，同時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)從圖中的B位置上升到B′位置，此過(guò)程中，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)如圖乙所示；
②該滑輪組的機(jī)械效率η=______；③若在圖甲裝置的基礎(chǔ)上，增加一個(gè)動(dòng)滑輪，改為圖丙所示的裝置，提升同一物體，則測(cè)得滑輪組的機(jī)械效率___________（選填“變大”、“變小”或“不變”）。
解析見(jiàn)下頁(yè)
勻速直線????
80%?
變小
二、機(jī)械效率
①實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該用彈簧測(cè)力計(jì)豎直向上勻速直線拉動(dòng)繩子自由端，此時(shí)系統(tǒng)為平衡狀態(tài)，測(cè)力計(jì)示數(shù)等于拉力的大小。②由圖知，測(cè)力計(jì)從B位置勻速提升到 B′位置，測(cè)力計(jì)上升的高度為 s=30.0cm-15.0cm=15.0cm=0.15m圖中有 3 段繩子拉著動(dòng)滑輪，n=3，則物體上升的高度為h=5.0cm=0.05m由圖可知，測(cè)力計(jì)的分度值為 0.2N，其示數(shù)為 2N；該滑輪組的機(jī)械效率為 ③若在圖甲裝置的基礎(chǔ)上，增加一個(gè)動(dòng)滑輪，改為圖丙所示的裝置，提升同物體，此時(shí)有用功不變，克服動(dòng)滑輪重力所做的額外功變大，總功變大，故滑輪組的機(jī)械效率會(huì)變小。
?
二、機(jī)械效率
【例題4】如圖所示，斜面與水平地面夾角為30°，某快遞員用500N的力，將重800N的貨物沿斜面勻速推上車廂，不考慮斜面形變，貨物所受摩擦力方向沿斜面向 ___；斜面的機(jī)械效率為 _____。不改變斜面與地面夾角和貨物質(zhì)量，采用 ______________的方法可以提高斜面的機(jī)械效率。
貨物相對(duì)斜面向上運(yùn)動(dòng)，所受的斜面的摩擦力沿斜面向下。 如圖所示，斜面的長(zhǎng)度為l，其高度h=0.5l，斜面的機(jī)械效率
?
斜面與地面夾角和貨物質(zhì)量不變，即有用功保持不變，可通過(guò)減少額外功來(lái)提高斜面的機(jī)械效率。所以可通過(guò)減小接觸面的粗糙程度來(lái)減小摩擦，來(lái)提高機(jī)械效率。
下
80%?
使接觸面光滑?
二、機(jī)械效率
有用功和額外功
機(jī)械效率
動(dòng)手動(dòng)腦學(xué)物理
課堂練習(xí)
課堂總結(jié)
1. 有沒(méi)有機(jī)械效率為100%的機(jī)械?為什么?舉例說(shuō)明，通過(guò)什么途徑可以提高機(jī)械效率。
沒(méi)有。因?yàn)槭褂脵C(jī)械做功時(shí)，必然要克服機(jī)械受到的重力、摩擦等做額外功，即有用功一定小于總功，機(jī)械效率一定小于100%。使用滑輪組提升重物時(shí)，盡量使用輕質(zhì)的動(dòng)滑輪和繩子，盡量減小滑輪和軸間的摩擦，增大重物的質(zhì)量，這樣可以減小額外功，增大有用功，提高機(jī)械效率。
動(dòng)手動(dòng)腦學(xué)物理
2．一臺(tái)起重機(jī)將重3600N的貨物提高4m，起重機(jī)做的有用功是多少?如果額外功是9600J，總功是多少？機(jī)械效率是多少？起重機(jī)所做的額外功是由哪些因素引起的？
W有=Gh=360N ×4m=14400J W總=W有+ W額 = 14400J + 9600J =24000J
?
起重機(jī)所做的額外功是由動(dòng)滑輪、起重臂和鋼絲繩所受的重力以及摩擦引起的。
動(dòng)手動(dòng)腦學(xué)物理
3. 在斜面上將一個(gè)重4.5N的物體勻速拉到高處，沿斜面向上的力是1.8N，斜面長(zhǎng)1.2m、高0.3m。把重物直接提升h所做的功作為有用功，求這個(gè)斜面的機(jī)械效率。
W有=Gh W總=FS
?
動(dòng)手動(dòng)腦學(xué)物理
4. 用一個(gè)動(dòng)滑輪在5s內(nèi)將一重為200N的物體向上提起3m，拉力為150N，這個(gè)動(dòng)滑輪的機(jī)械效率是多少？拉力的功率有多大？
W有=Gh W總=FS
?
?
動(dòng)手動(dòng)腦學(xué)物理
有用功和額外功
機(jī)械效率
動(dòng)手動(dòng)腦學(xué)物理
課堂練習(xí)
課堂總結(jié)
課堂總結(jié)
課堂總結(jié)
從語(yǔ)言描述上辨別有用功和總功的方法：①一般來(lái)說(shuō)，“人對(duì)機(jī)械做的功”、“動(dòng)力對(duì)機(jī)械做的功”、“機(jī)械的輸入功”等可以理解為是總功；②“不用機(jī)械時(shí)直接用手做的功”、“機(jī)械對(duì)物體做的功”、“機(jī)械的輸出功”等可以理解為是有用功。
有用功和額外功
機(jī)械效率
動(dòng)手動(dòng)腦學(xué)物理
課堂練習(xí)
課堂總結(jié)
升旗過(guò)程中，克服旗的重力做的功是有用功，克服摩擦力做的功是額外功；人對(duì)繩子拉力做的功是總功。
1．升旗過(guò)程中，克服旗的重力做的功是_________，克服摩擦力做的功是_________；人對(duì)繩子拉力做的功是_______.(填“有用功”“額外功”或“總功”)
有用功　
額外功　
總功　
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2．用繩子將鉤碼提升至一定的高度，如圖所示，此過(guò)程所做的有用功是（ ） A．提升鉤碼所做的功　　　　　　　B．克服摩擦力所做的功C．提高繩子所做的功　　　　　　　D．克服動(dòng)滑輪重力所做的功
A　
用繩子將鉤碼提升至一定的高度，此過(guò)程所做的有用功是提升鉤碼所做的功。
所以選A。
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3．關(guān)于機(jī)械效率，下列說(shuō)法中正確的是 （ ）A．做有用功多的機(jī)械效率一定高　　　B．做總功多的機(jī)械效率一定高C．做額外功少的機(jī)械效率一定高　D．在總功中有用功所占比例大的機(jī)械效率高
D
?
所以D正確。
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4. 工人用如圖的機(jī)械將物體勻速提升到某一高度，若物體的重力與滑輪的重力之比G物∶G滑輪=9∶1，忽略繩重與摩擦的影響，則機(jī)械效率為 （　?。?A．10% B．45% C．80% D．90%
D
?
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5. 如圖所示，為使重為 1 500 N 的物體勻速運(yùn)動(dòng)到長(zhǎng) 100 m 的斜面頂端，若斜面的高為 10 m。需用 180 N 的推力，則這個(gè)斜面的機(jī)械效率是多少?
W有用 = Gh = 1 500 N×10 m = 15 000 J
W總 = Fs = 180 N×100 m = 18 000 J
∴ η= = = 83.3%
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6．如圖，小明用滑輪組把質(zhì)量為54kg的重物勻速提升了1 m．此過(guò)程中，繩子自由端的拉力做功為675 J，繩子自由端的拉力為_(kāi)_____N，該滑輪組的機(jī)械效率為_(kāi)______（g取10 N/kg）.
225　
80%　
?
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7．工人利用如圖所示的滑輪組將重900N的物體豎直向上勻速提升0.5m，工人所用的拉力F為600N，(不計(jì)摩擦和繩重)，求：①人的拉力做的功為多少J？②此滑輪組的機(jī)械效率為多少？③若用此滑輪組提升重為1 500 N的物體，繩上的拉力是多少牛？
解析見(jiàn)下頁(yè)
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③由于不計(jì)摩擦和繩重，拉力F＝（G物＋G動(dòng)）/2 所用動(dòng)滑輪的重G動(dòng)＝2F-G＝2×600 N-900 N＝300 N 若用此滑輪組提升1500N的重物， 此時(shí)拉力F′＝(G物′＋G動(dòng))/2＝(1500N＋300 N)/2＝900 N.
①由圖知n＝2，拉力端移動(dòng)距離s=2h=2×0.5m=1m 拉力做的總功W總＝Fs＝600 N×1m＝600 J.②工人做的有用功W有＝Gh＝900 N×0.5 m＝450 J 滑輪組的機(jī)械效率η=W有/W總=450J/600J×100%=75%.
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8. 如圖所示，在20N的水平拉力F作用下，重200N的物體沿水平面向左做勻速直線運(yùn)動(dòng)，物體與地面間的滑動(dòng)摩擦力為48N。則：①滑輪組的機(jī)械效率為多少？②若物體的速度為0.2 m/s，則拉力做功的功率是多少？
?
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題述兩種不同施力方向的最小作用力的示意圖如圖甲、乙所示；圖甲中，動(dòng)力F甲的力臂為AO1的長(zhǎng)；圖乙中，動(dòng)力F乙的力臂為AO2的長(zhǎng)。設(shè)石頭對(duì)杠桿的壓力為F壓，由杠桿平衡條件知: F甲×AO1=F壓×CO1，F(xiàn)乙×AO2=F壓×CO2，因?yàn)镃O1=CO2，AO1F乙，即乙工人的方法更省力。
9. 如圖用同一滑輪組分別將兩個(gè)不同的物體A和B勻速提升相同的高度，不計(jì)繩重和摩擦的影響，提升A的過(guò)程滑輪組的機(jī)械效率較大，則下列判斷正確的是（　?。偬嵘鼳的拉力較大 ②A物體比B物體輕③提升A做的有用功較多 ④提升A所做的額外功較少A．只有①③ B．只有②④ C．只有②③ D．只有①④
B
解析見(jiàn)下頁(yè)
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②滑輪組的機(jī)械效率
?
?
?
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（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，小明________豎直向上拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，使鉤碼升高，彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)為0.5N；同時(shí)小強(qiáng)也用刻度尺測(cè)出鉤碼被提升的高度為10cm，以上測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確無(wú)誤，其他被測(cè)物理量和計(jì)算數(shù)據(jù)記錄如表；
10．小明和小強(qiáng)在測(cè)“滑輪組機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)中，組裝好如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置，他們分別記下了鉤碼和彈簧測(cè)力計(jì)的位置。
勻速　
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（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)需要沿豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，使物體勻速升高，處于平衡狀態(tài)，此時(shí)測(cè)力計(jì)示數(shù)才等于拉力大小。
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（2）小明和小強(qiáng)通過(guò)計(jì)算得出該滑輪組機(jī)械效率為100%，他們意識(shí)到出現(xiàn)了錯(cuò)誤，請(qǐng)你幫他倆找出錯(cuò)誤的原因：_______________________；（3）該滑輪組的機(jī)械效率實(shí)際為_(kāi)_____；（4）在實(shí)驗(yàn)中，若將鉤碼的重增加到6N，則該滑輪組的機(jī)械效率將________（選填“變大”、“變小”或“不變”）。
彈簧測(cè)力計(jì)提升的高度應(yīng)為0.3m　
變大　
66.7%　
解析見(jiàn)下頁(yè)
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?
（4）提升的鉤碼重增加到6N，在提升高度不變時(shí)，由W有＝Gh可知，有用功增大，額外功幾乎不變，有用功在總功所占的比例增大，則該滑輪組的機(jī)械效率將變大。

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初中物理人教版（2024）八年級(jí)下冊(cè)電子課本 舊教材

12.3 機(jī)械效率

版本： 人教版（2024）

年級(jí)： 八年級(jí)下冊(cè)

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