資源簡介

新課內容
有用功、額外功、總功
1．利用機械做功時，對人們有用的功叫_______功，記做_______．
2．利用機械做功時，并非我們需要的，但又不得不做的功叫_______功，記做_______．
3．利用機械做功時，動力對機械所做的功叫功，記做_______．
總功（W總）、有用功（W有用），額外功（W額外）之間的關系是_______．
機械效率
1．在物理學中，將_______叫做機械效率．
2．機械效率的計算公式：機械效率＝_______，用符號表示：η＝______．
3．對于實際機械，由于_______功的存在，機械的機械效率總_______（大于／等于／小于）100%．
例題精講
例1
當打水的水桶不小心落入井里后，要設法將水桶打撈出水井，在打撈起水桶的同時，水桶中剩余的水也被提起．在這過程中，下列說法中正確的是
(
)
A．水被提高的過程中所做的功為有用功
B．水桶和桶內的水被提高過程中所做的功為有用功
C．水桶被提高的過程中所做的功為有用功
D．以上三種說法都不正確
點評：必須注意區別：用水桶打水和打撈水桶這兩個過程的目的不一樣，因此，在這兩個過程中所做有用功和額外功都是不同的，判斷時，不要形成錯誤的思維定勢．
例2
如圖所示，工人用滑輪組提升重240
N的物體，所用的拉力為150
N，物體在5s內勻速上升1m求：
(1)有用功．
(2)滑輪組的機械效率．
(3)拉力的功率．
點評：本題考查功、功率、機械效率的計算，特別注意在利用滑輪組提升物體時，拉力作用點移動的距離s與物體上升高度^的關系為s＝nh，n為承擔重物繩子的段數．
【當堂反饋】
1．下列關于機械效率的說法中正確的是
A、機械效率可以提高到100%
B、機械效率總小于1
C、功率大的機械，機械效率高
D、機械效率越高，有用功就越多
2．如圖，動滑輪重為G動，物重為G，利用動滑輪將物體勻速提升h，
提起物體所做的功Gh叫做
，提起動滑輪所做的功G動h叫做
，
拉力F做的功Fs叫做
，定滑輪的機械效率表達式η=
=
3．起重機在20s內把重物勻速提到樓頂，起重機所做的總功是4×104J，額外功是1.6×104J，則起重機的總功率是________W，機械效率是________。
4．某人把重100Ｎ的沙子提到6ｍ高的樓上，桶重20Ｎ，人體重400Ｎ．如圖所示。
（1）人直接提著沙桶上樓，需要做的有用功是
___
__Ｊ，額外功是___
__Ｊ，總功是______Ｊ，機械效率是___
____．
（2）若人站在樓上，用重10Ｎ的動滑輪把上述沙桶提上樓，需要做的有用功是___
___Ｊ，額外功是___
__Ｊ，總功是_______Ｊ，機械效率是________．
（3）若改用重５Ｎ的口袋裝沙子，則提升過程中，需要做的有用功是____
__Ｊ，額外功是___
____Ｊ，總功是_______Ｊ，機械效率是_________．
【課后鞏固】　　　　　　　　　　　　　　　　　
5．如圖所示，利用動滑輪提升重物，動滑輪重20N，繩與動滑輪間的摩擦及繩重不計。第一次把重為100N的貨物勻速提升，這個過程的機械效率為η1，第二次把重為200N的貨物勻速提升，這個過程的機械效率為η2。則
A、η1＞η2
B、η1＜η2
C、η1＝η2
D、無法確定
6．某人用右圖所示的兩種方法分別將同一物體勻速提升相同的高度，
不計摩擦和繩重，他所做的有用功W甲
W乙，額外功W甲
W乙，
兩種裝置的機械效率η甲
η乙。(選填“>”
“=”或“<”)
7．小明用如圖所示的滑輪組，在10s鐘內將質量為60kg的物體A勻速提升了2m。已知繩子自由端所用的拉力為200N。
⑴畫出物體A的重力示意圖；
⑵請計算出與此題相關的任意四個物理量（g取10N/kg）。
【課堂學習】
問題1：能設計實驗，測定某種機械的機械效率
例1：某實驗小組在測滑輪組機械效率的實驗中得到的數據如表所示，
實驗裝置如下圖：
物理量
1
2
3
鉤碼重G（N）
4
4
6
鉤碼上升高度h（m）
0.1
0.1
0.1
繩端拉力F（N）
1.8
1.4
2.4
繩端移動距離S（m）
0.3
0.5
0.3
機械效率η
74%
（1）通過表中數據可分析出實驗1是用
（填“甲”或“乙”）圖做的實驗，實驗2是用
（填“甲”或“乙”）圖做的實驗。
（2）請將表中空白處填上恰當的數據。（百分號前保留整數）
（3）通過實驗1和實驗2的數據分析可得出結論：使用不同的滑輪組，提升相同的重物時，動滑輪的個數越多，滑輪組的機械效率___________。
（4）比較實驗1和實驗3可得正確結論：使用同一滑輪組，________________________，可以提高滑輪組的機械效率。
問題2：如何提高機械效率
例2：“滑輪組的機械效率究竟與哪些因素有關”？某實驗小組的同學對同一滑輪組進行實驗探究，得到了下表中的數據
物理量
1
2
3
鉤碼重G（N）
4
6
8
鉤碼上升高度h（m）
0.1
0.1
0.1
繩端拉力F（N）
1.8
2.4
3.0
繩端移動距離S（m）
0.3
0.3
0.3
機械效率η
74%
83%
（1）將表中數據補充完整。
（2）請在方框中畫出進行第一次實驗的裝置圖(每個鉤碼重2N).
（3）分析比較表中的數據，你認為同一滑輪組機械效率發生變化的主要原因是　　　　
　　　　　　　　　。
用控制變量法研究提高機械效率的途徑：
（1）在做有用功不變的情況下，減小
。
具體做法是：
、
、
；
（2）在做額外功不變的情況下，增大
。
【課后鞏固】
1．小明在“測滑輪組機械效率”的實驗中，用如圖1所示的滑輪組進行了三次實驗，實驗數據如下表：
實驗次數
物重G/N
物體上升的高度h/cm
測力計的示數F/N
測力計移動的距離s/cm
1
6
3
2.5
9
2
6
5
2.5
17
3
6
8
2.5
24
（1）分析表中數據，回答以下問題：
①表中有一個數據的記錄是錯誤的，錯誤的數據是
；
②第3次實驗中滑輪組的機械效率是
；
③滑輪組的機械效率與
無關。
（2）小紅在小明實驗的基礎上多使用一個滑輪也做了實驗，如圖2所示。
①小紅多使用一個滑輪，目的是為了改變
；
②當這兩位同學使用各自的滑輪組提升相同的重物時，若忽略繩重及摩擦，它們的機械效率
（選填“相同”或“不相同”），理由是：
。
2．小明測滑輪組機械效率的實驗過程如圖所示。小明勻速拉動彈簧測力計時，彈簧測力計的示數如圖丁所示。
（1）根據上面的實驗數據，計算該滑輪組做的有用功、總功和機械效率（寫出計算步驟）。
（2）若增加提升鉤碼的個數，該滑輪組的機械效率
（填“增大”、“不變”或“減小”）。影響該滑輪組機械效率的因素還有
。
3．如圖為“測量滑輪組機械效率”的實驗裝置，鉤碼總重6N，彈簧測力計豎直向上勻速拉動細繩時的示數如圖所示。（摩擦不計）
（1）由圖可知，實驗時彈簧測力計對細繩的拉力為多大？
（2）若鉤碼3s內上升0.1m，則彈簧測力計拉力做功的功率
為多大？該滑輪組的機械效率為多大？
（3）若僅增加鉤碼的個數，該滑輪組的機械效率將如何變化？
4．小明對“斜面的機械效率與什么因素有關？”這
一課題，提出了如下一些值得探究的猜想：
①斜面的機械效率與斜面的傾斜程度有關；
②斜面的機械效率與斜面的粗糙程度有關；
③斜面的機械效率與斜面的長度有關；
④斜面的機械效率與物體的重力有關。
給你如圖所示的裝置，請你選擇上述猜想中的一項，并解答下列問題：
（1）你選擇的猜想是　　　　　　　（填寫序號）
（2）要用圖中的器材完成你選擇的探究，還要補充的器材是：（至少寫出兩種）
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
（3）在實驗探究的過程中，需要控制不變的因素有：
①　　　　　　　　　　　；②　　　　　　　　　；③　　　　　　　　　。
F
A
甲
乙
甲
乙
圖1
圖2
甲
乙
丙
丁

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