資源簡介

簡單機械三 機械效率及斜面復習
知識點一：滑輪組機械效率
一、有用功、額外功、總功
有用功：為達到目的必須做的功；
額外功：為了達到目的并非需要又不得不做的功；
總功：有用功和額外功的總和。
機械效率：有用功跟總功的比值。叫機械效率，常用η表示。
二、提高滑輪組機械效率的方法：
①使用輕質動滑輪；
都是減小W額
②涂潤滑油，減小f；
③增大G物，增大W有；
【提高練習】
如圖所示，規格完全相同的滑輪，用相同的繩子繞成甲、乙兩個滑輪組，分別提起重為G1和G2的兩個物體，不計摩擦與繩重，比較它們的省力情況和機械效率，下列說法正確的是（　　）
A．若G1＝G2，則F1＜F2，甲的機械效率高
B．若G1＝G2，則F1＞F2，乙的機械效率高
C．若G1＜G2，則F1＜F2，甲、乙的機械效率相同
D．若G1＜G2，則F1＜F2，乙的機械效率高
小樂完成了“測滑輪組機械效率”的實驗后，得到下表所示的實驗數據：
實驗小組 鉤碼重G/N 動滑輪重G′/N 拉力F/N 滑輪組機械效率η
1 1 0.6 0.62 53.8%
2 1 0.8 0.71 46.9%
3 2 0.6 0.98 68.0%
4 2 0.8 1.06 62.9%
請你對小樂各次實驗數據進行分析比較，回答下列問題：
小樂所采用的實驗裝置圖是_____。
通過小樂的實驗可知，影響滑輪組機械效率的因素是_________________________。（寫出一個即可）
在繩重和摩擦都不計的情況下，選擇第一次的鉤碼和動滑輪，用另一圖示的繩子繞法來做實驗，滑輪組的機械效率是否相同？_________請通過推導分析。
知識點二：斜面機械效率
斜面是一種簡單機械，使用它可以省力，但要費距離。
根據W總=W有+W額，可知Fl = Gh + fl，利用這個式子可求物體與斜面間的摩擦力。
提高斜面機械效率的方法
①增大斜面傾斜程度； ②減小斜面的粗糙程度；
【提高練習】
如圖所示，有一斜面長為L，高為h，現用沿斜面向上的拉力F把重為G的物體從斜面底端勻速拉到頂端。已知在這個過程中，物體受到斜面的摩擦力大小為 f，則斜面的機械效率為（ ）
用大小為250N、方向沿斜面向上的推力F，將重為400N的貨物由斜面底端推至車箱，已知斜面長s為4m，高h為2m，如圖所示，則此過程中推力所做的功為_______J，斜面的機械效率為______ ，斜面對貨物的摩擦力為_______ N。
在兩個等長、等高但材質不同的斜面上，用平行于斜面的拉力F分別將質量為2m和3m的A、B兩物體從斜面底部勻速拉到頂端，如圖所示。此過程中，甲、乙兩斜面上的拉力F所做的功分別為W甲、W乙，拉力F所做的額外功分別為W額甲、W額乙。則W甲______W乙（選填 “＜”“＝”或“＞”，下同）；W額甲________W額乙。
兩個形狀相同的直角斜面，如圖a、b平放在水平地面上，現用沿斜面向上的拉力F1和F2將兩個質量相同的物塊分別從a、b兩斜面的底端沿斜面勻速拉到頂端，若拉力所做的功相等，則F1_________F2（選填“＞”“＜”“=”），機械效率大的斜面是________。
小強看到沒有起重機的情況下，工人要將油桶搬運上汽車，常常用如圖所示的方法。小強想：為什么不直接將油桶抬上車呢？難道這樣做可以省力嗎？小強帶著疑問去查閱有關資料后了解到：用斜面搬運同一物體時的推力大小跟斜面長度、斜面高度、斜面粗糙程度等因素有關．小強根據以上查閱的資料提出了一個探究的問題：沿斜面推力的大小與斜面的長度有什么關系？
你認為小強探究搬運同一物體時沿斜面推力的大小與斜面長度的關系時，應控制的相同條件是_______________________。
小強選用了一把彈簧秤、一塊8N的長方體重物、五塊長度不同的由同種材料做成的光滑木板，按如圖2所示進行了實驗，實驗時控制斜面高度為 0.2m不變．實驗測得的數據如表所示：
次數 物重G/N 斜面高h/m 彈簧秤示數F/N 斜面長L/m
1 8 0.2 4.0 0.4
2 8 0.2 2.0 0.8
3 8 0.2 1.6 1.0
4 8 0.2 1.0 1.6
5 8 0.2 0.8 2.0
分析實驗數據，小強得到的結論是：____________________________________。
圖乙中，你認為哪個圖能正確表示F與L的關系？_____。
利用如圖所示裝置將重為900N的物體從斜面的底端勻速拉到頂端。已知斜面的長是6m，高是2m。不計繩和滑輪的重力，不計繩和滑輪之間的摩擦，則該裝置的機械效率為40%。求：
此過程中所做的有用功為多少焦？
物體所受的摩擦力為多少？
小明想用平行于斜面的力把一個重400N的物體從斜面底部勻速推到頂端（不考慮物體的大小）。
現有AB、AC兩個等高的斜面，若兩斜面光滑沒有摩擦，為了更省力，小明應選擇哪一個斜面并說明理由。
他用平行于斜面的推力F=240N沿斜面AC將物體從斜面底端勻速推到頂端，已知斜面高2m、長4m。求此時物體受到的摩擦力。
知識點三：杠桿機械效率
杠桿中有用功：W=Gh，
總功W=Fs；
額外功：杠桿自重、克服支點處的摩擦做功
【課堂提高】
用下圖所示的實驗裝置測量杠桿的機械效率。實驗時，豎直向上以0.2m/s速度勻速拉動彈簧測力計，使掛在較長杠桿下面的鉤碼緩緩上升。
實驗中，將杠桿拉至圖中虛線位置，拉力F為0.5N，鉤碼總重G為1.0N，鉤碼上升高度h為0.1m，測力計移動距離s為0.3m，則拉力F做功的功率為_______W，杠桿的機械效率為__________%。
為了進一步研究杠桿的機械效率與哪些因素有關，一位同學用該實驗裝置，先后將鉤碼掛在A、B兩點，測量并計算得到下表所示的兩組數據：
次數 鉤碼 懸掛點 鉤碼總重 G/N 鉤碼移動距離 h/m 拉力F/N 測力計移動距離 s/m 機械效率η%
1 A點 1.5 0.10 0.7 0.30 71.4%
2 B點 2.0 0.15 1.2 0.30 83.3%
根據表中數據，能否得出“杠桿的機械效率與所掛鉤碼的重有關，鉤碼越重其效率越高”的結論？__________請說明理由：________________ 。
參考答案：
D
（1）乙；（2）滑輪重（提升的物重大小）；（3）相同，η=×100%=×100%=×100%=×100%，所以同一換輪組，提升相同的重物，提升高度相同，只改變繞繩方法，有用功相同，額外功相同，所以機械效率相同。
A
1000；80%；100
=；＞
=；b
（1）斜面高度和斜面粗糙程度相同；（2）在斜面高度和粗糙程度相同時，沿斜面推同一物體，斜面越長，推力越小；（3）B
（1）1800J；（2）450N
（1）應選AC斜面，斜面坡度越小，越省力；（2）40N
（1）0.1；83.3%；（2）不能，為控制鉤碼懸掛點相同。

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