資源簡介

12.3機械效率
知識點歸納
1.機械效率：
（1）定義：有用功占總功的比值
（2）有用功：對完成工作任務有用的功
（3）額外功：其他無實用價值而又不得不做的功
（4）總功：有用功與額外功之和
（5）公式：任何實際機械的機械效率：
2.功的原理：使用任何機械都不省功
3.機械效率和功率的區別
（1）兩個不同的概念，無根本聯系
（2）功率表示做功快慢
（3）機械效率指有用功占總功的比例
（4）
4.滑輪組的機械效率：
（1）概念：
（2）計算：
（3）提高滑輪組機械效率的方法：
①增加物重（增加有用功占比）
②減輕動滑輪重
③減少摩擦
特殊滑輪的機械效率：
考點1 機械效率的概念及表達式的運用
1.下列關于機械效率的說法中，正確的是（　　）
A. 機械效率可以達到100%
B. 機械效率的高低取決于有用功的多少
C. 使用滑輪組做功越快，機械效率越高
D. 用同一滑輪組提升質量不同的物體，機械效率不同
2.質量為56kg的中學生提著一捆質量為8kg的書，從一樓提到4米高的二樓，則他對書做的功為 J，他做功的效率為 %（保留一位小數）．（g取10N/kg）
考點2 斜面機械效率的簡單計算
3.工人師傅搬運貨物時，在地面和卡車的車廂間傾斜放置一長木板搭成斜面，將地面上的貨物沿斜面勻速拉上車廂用時15s。已知車廂高1.5m，木板長3m，貨物質量為60kg，沿斜面所用的拉力為400N，g=10N/kg，則下列說法正確的是（　　）
A．工人做的總功為900J B．工人做的額外功為300J
C．工人做功的功率為60W D．此斜面的機械效率為80%
考點3 測量滑輪組機械效率
4.某同學做“探究滑輪組機械效率影響因素的實驗”
（1）根據表中的數據計算得出第4次實驗時繩端移動的距離s=______m，機械效率η=______；
（2）通過比較1、3和4三次實驗數據得出：同一滑輪組，物重越大，滑輪組的機械效率______；
（3）在忽略摩擦力和繩重的前提下，通過第1次數據可算出兩個動滑輪的總重力為______；
（4）以下選項中不影響滑輪組機械效率的因素是( )。
A．動滑輪的重力
B．繩子與滑輪之間的摩擦
C．鉤碼上升的高度
次數 鉤碼所受重力G/N 提升鉤碼的高度h/m 拉力F/N 繩移動的距離s/m 機械效率η
1 1.0 0.1 0.8 0.4 31.25%
2 1.0 0.2 0.8 0.8 31.25%
3 2.0 0.1 1.2 0.4 41.67%
4 3.0 0.1 1.5
考點4 滑輪機械效率的計算
5.空吊籃A重25N，繩子承受最大拉力100N。小壯用20N的力以2m/s的速度將A勻速提升到高處，忽繩重、摩擦、空氣阻力。下列說法不正確的是（ ）
A．動滑輪所受的重力為15N
B．第2秒內克服滑輪重做的額外功為30J
C．此裝置最多能勻速運載160N重的貨物
D．此裝置運載貨物最高機械效率為92.5%
6.在某場館建設中，采用了如圖所示的裝置提升重物，當工人師傅們用800N的拉力F向下拉繩，使重1200N的重物勻速上升了5m，下列說法中不正確的是（　?。?br/>A．滑輪組的機械效率為75% B．拉力F做功為8×103J
C．繞在動滑輪上每股繩的拉力為600N D．動滑輪的重可能為380N
7.如圖所示，重為800 N的物體在100 N水平拉力F的作用下以0.1 m/s的速度沿水平地面，向左勻速直線運動了20 s，滑輪組的機械效率為60%，在此過程中，下列說法正確的是(　　)
A. 繩子自由端移動距離為4 m
B. 物體與地面間的滑動摩擦力大小為120 N
C. 額外功的功率為12 W
D. 若物體的重力和運動速度不變，只增大水平地面的粗糙程度，則滑輪組的機械效率會降低
8.工人用如圖所示的裝置將重物提高5m，所用時間為10s。已知物重為800N，人對繩的拉力為500N（不計繩重和摩擦）。求此過程中：
（1）人提升重物做的有用功。
（2）人對繩的拉力做功的功率。
（3）滑輪組的機械效率。
（4）若將1000N重物提升4m，則拉力做功為多少？
考點5 滑輪組機械效率的綜合計算
9.如圖甲所示，虛線框內是由兩個相同的滑輪安裝成的滑輪組．利用該滑輪組提升質量為27 kg的物體所用的拉力為100 N．物體和繩子自由端的運動情況如圖乙所示，不計繩重和摩擦，g取10 N/kg.則(　　)
A. 拉力的功率為50 W B. 滑輪組中動滑輪重10 N
C. 該滑輪組的機械效率為90% D. 繩子自由端移動的速度為0.5 m/s
10.如圖甲所示，用動滑輪將正方體物塊從裝有水的容器底部緩慢勻速提起，拉力F隨提升高度h變化的關系如圖乙所示．物塊完全離開水面后，動滑輪的機械效率為87.5%，繩重和摩擦忽略不計．下列說法正確的是(　　)
A. 物塊的邊長為0.6 m
B. 動滑輪重為300 N
C. 提升物塊完全離開水面前，動滑輪的機械效率大于87.5%
D. 將物塊提升至上表面與水面相平的過程中拉力F做的功為1 650 J
11.如圖所示、利用滑輪組裝置勻速拉動水平面上的物體。已知物體在水平面上受到
的滑動摩擦力為物體重力的0.1倍，2s內物體被勻速拉動1m。當物體的質量為
6kg時滑輪組的機械效率為80%，不計繩重和繩與輪之間的摩擦。（g取10N/kg）
求：
（1）物體靜止在水平面時的受力面積為0.5m2，物體對水平面的壓強；
（2）動滑輪的重力：
（3）拉力F的功率。
參考答案：
1.D
2.320；12.5%
3.B
4.0.4 50% 越高 2.2 C
5.D
6.C
7.C
8.（1）解：由圖示可知，滑輪組繩子的有效股數n=2。
工人做的有用功W有=Gh=800N×5m=4000J
答：做的有用功為4000J；
（2）解：人對繩的拉力做功W總=Fs=Fnh=500N×2×5m=5000J
拉力做功的功率
答：人對繩的拉力做功的功率為500W；
（3）解：滑輪組的機械效率
答：滑輪組的機械效率為80%；
（4）解：不計繩重和摩擦，動滑輪的重力G動=2F-G=2×500N-800N=200N
提升1000N物體時，繩子拉力
拉力做功W總=F′s′=F′nh′=600N×2×4m=4800J
答：若將1000N重物提升4m，則拉力做功為4800J。
9.C
10.D
11.（1）物體對水平面的壓強為120Pa；
（2）動滑輪的重力為1.5N：
（3）拉力F的功率為3.75W

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