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學(xué)科教師輔導(dǎo)講義
學(xué)員編號(hào)：
年
級(jí)：
初三
課
時(shí)
數(shù)：3學(xué)員姓名：
輔導(dǎo)科目：
科學(xué)
學(xué)科教師：
授課主題
C
（機(jī)械效率）
授課日期及時(shí)段
教學(xué)內(nèi)容
課前檢測(cè)1．力學(xué)里所說(shuō)的功包含兩個(gè)必要因素：一是作用在物體上的
，另一個(gè)是物體在
上移動(dòng)的
。2．在物理學(xué)中，把
與在力的方向上移動(dòng)的
的乘積叫做功，公式：W＝
，單位：
。3．功的原理：使用機(jī)械時(shí)人們所做的功都
不用機(jī)械時(shí)所做的功，即使用任何機(jī)械都
。
4．物體在
內(nèi)做的功，叫做功率，它是表示物體做功
的物理量，公式：
，單位：
。5．P＝＝＝
，由該公式可知，在功率P一定時(shí)，力F與速度v成反比。6．
與
的比值叫做機(jī)械效率，公式：η＝
。有用功總是小于總功，所以機(jī)械效率總小于1，通常用百分?jǐn)?shù)表示。二、知識(shí)梳理1．有用功：為達(dá)到目的必須做的功；額外功：為了達(dá)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(jī)械效率的計(jì)算：對(duì)于滑輪組而言的公式運(yùn)用（不可直接用）：；對(duì)于水平方向上的滑輪組及滑輪組與浮力組合、與斜面組合時(shí)，可牢記針對(duì)滑輪組的機(jī)械效率，力均是作用在滑輪組上的，進(jìn)行受力分析找力并求該力所作的功，分清有用功和總功，運(yùn)用基本公式求機(jī)械效率。
3．提高機(jī)械效率的方法：由公式可知，當(dāng)有用功一定時(shí)，額外功越小，機(jī)械效率越高，因此設(shè)法減小額外功可以提高機(jī)械效率。如減輕動(dòng)滑輪本身的重量，加潤(rùn)滑油可以減小摩擦等；當(dāng)額外功一定時(shí)，有用功越大，機(jī)械效率越高，因此增大有用功可以提高機(jī)械效率，如增加物重可以提高機(jī)械效率。機(jī)械效率具有“可變性”。由可知，如果該機(jī)械的額外功（Ｗ額外）一定，有用功（）越大，機(jī)械效率越大。因此，增加物重能增大機(jī)械效率。由上面的公式還可以知道：當(dāng)有用功一定時(shí)，額外功越小，則機(jī)械功率越大。因此設(shè)法減小額外功可以提高機(jī)械功率。如減輕機(jī)械本身的重量，加潤(rùn)滑油以減少摩擦，都可以不同程度地減少額外功，提高機(jī)械效率。
4．與斜面效率有關(guān)的公式：
　　；；；根據(jù)，可知，利用這個(gè)式子可求物體與斜面間的摩擦力。斜面機(jī)械效率與斜面的坡度有關(guān)，坡度越大，物體與斜面間壓力越小，滑動(dòng)摩擦力越小，提升相同高度，物體走過(guò)的路程越短，因此克服摩擦做的額外功越小，機(jī)械效率越大。5．杠桿機(jī)械效率：6．組合機(jī)械的機(jī)械效率：三、題型突破1、機(jī)械效率的認(rèn)識(shí)和比較1．甲吊車比乙吊車的機(jī)械效率高，當(dāng)它們分別把相同質(zhì)量的物體勻速提升相同高度時(shí)，則（　　）　A．甲吊車的電動(dòng)機(jī)做的有用功較多　B．乙吊車的電動(dòng)機(jī)做的額外功較多　C．甲吊車的電動(dòng)機(jī)做的總功較多　D．甲、乙兩吊車的電動(dòng)機(jī)做的總功相同解答：A、分析知甲乙吊車做的有用功相同．此選項(xiàng)錯(cuò)誤，不符合題意；B、兩輛吊車做的有用功相同，乙吊車做的額外功較多，所以乙的效率較低．此選項(xiàng)正確，符合題意；C、已知甲吊車的機(jī)械效率高，有用功相同，如果甲吊車的總功較多就與效率高矛盾．此選項(xiàng)錯(cuò)誤，不符合題意；D、兩吊車做的有用功相同，如果總功也相同，則機(jī)械效率相同．此選項(xiàng)錯(cuò)誤，不符合題意．故選B．2．下列關(guān)于機(jī)械效率的說(shuō)法正確的是（　　）　A．機(jī)械效率不可能達(dá)到100%　B．隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)械效率可能會(huì)大于100%　C．滑輪組的機(jī)械效率一定大于動(dòng)滑輪的機(jī)械效率　D．杠桿的機(jī)械效率一定大于動(dòng)滑輪的機(jī)械效率解答：AB、科技無(wú)論怎么發(fā)展，機(jī)械元件之間摩擦都不能消除，機(jī)械效率不可能達(dá)到100%，更不會(huì)大于100%．所以選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)B錯(cuò)誤．CD、滑輪組的機(jī)械效率、動(dòng)滑輪的機(jī)械效率、杠桿的機(jī)械效率高低，跟機(jī)械的重、提起物體的重、摩擦、繩重等有關(guān)，在這些不能確定的情況下不能確定哪種機(jī)械的機(jī)械效率的更大一些．選項(xiàng)CD都錯(cuò)誤．故選A．3．如圖所示，小明分別用甲、乙兩個(gè)滑輪把同一袋沙子從地面提到二樓，用甲滑輪所做的總功為W1，機(jī)械效率為η1；用乙滑輪所做的總功為W2，機(jī)械效率為η2．若不計(jì)繩重與摩擦，則（　　）　A．W1=W2，η1=η2B．W1=W2，η1＜η2C．W1＜W2，η1＞η2D．W1＞W(wǎng)2，η1＜η2解答：因?yàn)樾∶鞣謩e用甲、乙兩個(gè)滑輪把同一袋沙子從地面提到二樓，所以兩種情況的有用功相同；當(dāng)有用功一定時(shí)，利用機(jī)械時(shí)做的額外功越少，則總功越少，機(jī)械效率越高．又因乙滑輪是動(dòng)滑輪，所以利用乙滑輪做的額外功多，則總功越多，機(jī)械效率越低．即W1＜W2，η1＞η2，所以C選項(xiàng)正確．故選C．4．在不計(jì)摩擦和繩子質(zhì)量的情況下，分別使用定滑輪、動(dòng)滑輪、滑輪組（兩個(gè)定滑輪和兩個(gè)動(dòng)滑輪）勻速提升同一物體到同一高度處，其機(jī)械效率分別為η定、η動(dòng)、η組，則下列選項(xiàng)正確的是（　　）　A．η組＜η動(dòng)＜η定B．η定＜η動(dòng)＜η組C．η動(dòng)＜η定＜η組D．η定＜η組＜η動(dòng)解答：∵勻速提升同一物體到同一高度處，∴三種情況下做的有用功相同，大小都為W有用；∵不計(jì)繩子質(zhì)量和摩擦，∴使用滑輪做的額外功：W額=G輪h，又∵使用定滑輪、動(dòng)滑輪、滑輪組的動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)為0、1、2，∴使用定滑輪、動(dòng)滑輪、滑輪組做的額外功：W額1＜W額2＜W額3，∵W總=W有用+W額，∴三種情況下做的總功：W定＜W動(dòng)＜W組，∵η=，∴使用定滑輪、動(dòng)滑輪、滑輪組的機(jī)械效率：η定＞η動(dòng)＞η組．故選A．滑輪組的機(jī)械效率1．如圖所示，不計(jì)摩擦，把重G=16N的物體勻速提起所用的拉力F=10N，則關(guān)于該動(dòng)滑輪的說(shuō)法中錯(cuò)誤的是（　　）　A．動(dòng)滑輪重4N　B．使該用動(dòng)滑輪要費(fèi)距離　C．該動(dòng)滑輪的機(jī)械效率為80%　D．提升物體的速度越快，機(jī)械效率越高解答：A、根據(jù)F=（G物+G動(dòng)）得G動(dòng)=2F﹣G物=2×10N﹣16N=4N，所以A正確．B、動(dòng)滑輪可以省一半的力，但費(fèi)距離．所以B正確．C、η=×100%=×100%=×100%=80%，所以C正確．D、提升物體的速度快，則做功快，功率大，但效率不變．所以D錯(cuò)誤．故選D．2．如圖所示，小麗用滑輪組勻速提升一個(gè)重為600N的物體，物體上升的速度為0.1m/s，人拉繩的力F為250N，不計(jì)繩重和摩擦，下列說(shuō)法不正確的是（　　）　A．人拉繩做功的功率為75WB．滑輪組的機(jī)械效率為80%　C．繩子自由端移動(dòng)的速度為0.3
m/sD．動(dòng)滑輪重為100N解答：∵物體上升的速度v=0.1m/s，n=3∴v′=3v=3×0.1m/s=0.3m/s；故C正確；人拉繩做功的功率P===Fv′=250N×0.3m/s=75W，故A正確；滑輪組的機(jī)械效率：η=====80%；故B正確；∵F=（G物+G輪）即250N=（600N+G輪）G輪=150N，故D錯(cuò)誤．故選D．3．如圖所示，利用輕質(zhì)滑輪組勻速拉動(dòng)水平地面上重為300N的物體，拉力F的大小為30N．若物體和地面之間的摩擦力大小為45N，則A處的拉力大小和滑輪組的機(jī)械效率分別為（　　）　A．45N、50%B．45N、75%C．60N、50%D．60N、75%解答：①物體在水平地面上做勻速運(yùn)動(dòng)，則此時(shí)A處繩子的拉力與物體與地面之間的摩擦力是一對(duì)平衡力，∵物體和地面之間摩擦力為f=45N，∴A處的拉力大小為FA=f=45N．②從圖可知，由2段繩子與動(dòng)滑輪相連，則S=2s物，∵F=30N，f=45N，∴滑輪組的機(jī)械效率為：η======75%．故選B．4．小明用如圖所示滑輪組將一個(gè)放在水平地面上的物體勻速拉動(dòng)，物體移動(dòng)了3m，物體重為2000N，與地面的接觸面積為0.5m2，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中物體受到的摩擦力為450N，繩子自由端受到的拉力F
為200N，求：（1）物體對(duì)地面的壓強(qiáng)；（2）拉力F做的功；（3）該裝置的機(jī)械效率．解答：（1）物體對(duì)地面的壓力：F=G=2000N，物體對(duì)地面的壓強(qiáng)：p===4000Pa；（2）由圖可知：n=3，繩子自由端移動(dòng)的距離：s=ns′=3×3m=9m，拉力F做的功：WF=F拉s=200N×9m=1800J；（3）該裝置的機(jī)械效率：η=×100%=×100%=×100%=×100%=×100%=75%．答：（1）物體對(duì)地面的壓強(qiáng)為4000Pa；（2）拉力F做的功為1800J；（3）該裝置的機(jī)械效率為75%．5．中華神州打撈公司用如圖所示的滑輪組，打撈沉在長(zhǎng)江三峽江底一個(gè)方形物體．物體上表面距離水面50米，重力為2400N，體積為0.2m3．打撈時(shí)勻速提升該物體．（g=10N/kg
ρ水=1.0×103kg/m3）
求：①物體沉在江底時(shí)，上表面受到的水的壓強(qiáng)；②物體在露出水面之前受到水的浮力；③物體在露出水面之前，人的水平拉力F【設(shè)物體在露出水面之前此裝置的機(jī)械效率為80%】解答：（1）物體上表面受到的壓強(qiáng)為P=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×50m=5×105Pa；（2）物體露出水面前受到的浮力為F浮=ρ液gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m3=2000N；（3）物體出水前，滑輪組對(duì)物體的拉力為F′=G﹣F浮=2400N﹣2000N=400N作用在繩子末端的拉力為F===250N．答：（1）物體上表面受到的壓強(qiáng)為5×105Pa；（2）物體露出水面前受到的浮力為2000N；（3）物體出水前，作用在繩子末端的拉力為250N．斜面的機(jī)械效率1．如圖甲所示，王大叔正吃力地把一重物送往高臺(tái)，放學(xué)回家的小鵬看見(jiàn)后急忙前去幫忙．他找來(lái)一塊木板，搭成圖乙所示的斜面，結(jié)果非常輕松地把重物推到了高臺(tái)上．關(guān)于這兩種方法，下列說(shuō)法中正確的是（　　）　A．王大叔克服重力做功較多B．兩人做同樣多的有用功　C．小鵬做功的功率要大些D．甲、乙兩種情況下的機(jī)械效率一樣解答：A、B、這兩種方法，都把重物推到了高臺(tái)上，兩人做同樣多的有用功，克服重力做功相同．選項(xiàng)A錯(cuò)誤、選項(xiàng)B正確；C、功率等于功與時(shí)間是比值，由于題中沒(méi)有給出時(shí)間，不能確定哪個(gè)做功的功率大．此選項(xiàng)錯(cuò)誤；D、由于乙中情況需要克服摩擦做功，所以乙種情況下的機(jī)械效率小．此選項(xiàng)錯(cuò)誤．故選B．2．如圖，某同學(xué)用F=300N的力將重為400N的物體從斜面底端勻速拉到頂端，斜面的高為3m，底邊為4m，斜面的機(jī)械效率（　　）　A．93.75%B．80%C．56.25%D．45%解答：有用功：W有用=Gh=400N×3m=1200J，斜面高3m，斜面底邊是4m，所以斜面長(zhǎng)度為：s==5m，總功：W總=Fs=300N×5m=1500J，機(jī)械效率：η===80%．故選B．3．如圖所示，斜面長(zhǎng)為3m，高為lm，工人用400N沿斜面方向的力將重為840N的箱子推到車上．在這過(guò)程中（　　）　A．有用功是400J，總功是840JB．有用功是840J，額外功是400J　C．總功是12O0J，機(jī)械效率是7O%D．有用功是400J，機(jī)械效率是7O%解答：對(duì)木箱做的有用功：W有=Gh=840N×1m=840J，利用斜面做的總功：W總=Fs=400N×3m=1200J；額外功W額=W總﹣W有用=1200J﹣840J=360J，斜面效率：η==×100%=70%．故選C．4．一個(gè)重為G的物體沿如圖所示的左右兩個(gè)斜面，被推上同一個(gè)平臺(tái)，左斜面長(zhǎng)為L(zhǎng)1，是右斜面長(zhǎng)L2的1/2，且沿兩個(gè)斜面推動(dòng)物體時(shí)所受摩擦力一樣大，那么兩個(gè)斜面相比（　　）　A．用左斜面省力少，機(jī)械效率比右高　B．用右斜面省力多，機(jī)械效率比左高　C．兩個(gè)斜面做的有用功一樣，效率也一樣　D．條件不足，無(wú)法判斷解答：∵左斜面傾斜角度大于右斜面，∴用右斜面更省力；由題知，沿兩個(gè)斜面推動(dòng)物體時(shí)所受摩擦力一樣大，f1=f2，L1＜L2，∵W額=fL，∴利用兩個(gè)斜面做額外功：W額1＜W額2，∵W有用=Gh，G、h相同，∴利用兩個(gè)斜面做的有用功：W有用1=W有用2，∵W總=W有用+W額，∴利用兩個(gè)斜面做的總功：W總1＜W總2，∵η=，∴利用兩個(gè)斜面的效率η1＞η2．由上述分析可知，用左斜面省力少，機(jī)械效率比右高．故選A．5．如圖所示，斜面長(zhǎng)6m，高3m，用沿斜面向上、大小為100N的拉力F使物體在5s內(nèi)沿斜面移動(dòng)了2m，下列說(shuō)法正確的是（　　）　A．滑輪組的機(jī)械效率是40%B．物體重300N　C．拉力F做的功是600JD．拉力F的功率是40W解答：因條件不足，無(wú)法計(jì)算物體重和機(jī)械效率，故A、B錯(cuò)．拉力F移動(dòng)的距離：s=3s′=3×2m=6m；拉力F所做的總功：W總=Fs=100N×6m=600J，故C正確；拉力F做功的功率：P===120W，故D錯(cuò)；故選C．思考：若物體的重力為300N，整個(gè)裝置的機(jī)械效率為多少？物體所受摩擦力為多大？滑輪組機(jī)械效率能求出嗎？杠桿的機(jī)械效率1．小明在探究利用杠桿做功的實(shí)踐活動(dòng)中，所用的杠桿是一根質(zhì)量均勻、重為5N的硬棒，他將棒的一端固定，把重為15N的物體掛在棒的中點(diǎn)，然后用手緩慢豎直向上提起棒的另一端，如圖所示，若把物體提升了10cm，則小明作用在杠桿上的拉力是　
　N，此過(guò)程中杠桿的機(jī)械效率是　
　．解答：15N的物體和5N杠桿的重作用在杠桿中點(diǎn)上，動(dòng)力豎直作用在杠桿的末端，動(dòng)力臂是阻力臂的2倍，所以動(dòng)力是阻力的二分之一，所以F=（G+G桿）=（15N+5N）=10N．使用任何機(jī)械都不省功，動(dòng)力是阻力的二分之一，動(dòng)力移動(dòng)的距離是阻力移動(dòng)距離的2倍，有用功：W有=Gh=15N×h，總功：W總=Fs=10N×2h，機(jī)械效率：η===75%．故答案為：10；75%．2．如圖所示，用豎直向上的力勻速拉動(dòng)較長(zhǎng)的杠桿，使重為18N的物體緩慢升高0.1m，拉力大小F=8N，拉力移動(dòng)的距離為0.25m．拉力所做的功為　
　J，有用功為　
　J，杠桿的機(jī)械效率為　
　%．解答：有用功為W有=Gh=18N×0.1m=1.8J；拉力所做的功為W總=Fs=8N×0.25m=2J，杠桿的機(jī)械效率為η=×100%=×100%=90%．故答案為：2；1.8；90．機(jī)械效率相關(guān)實(shí)驗(yàn)1．小紅在探究“影響滑輪組機(jī)械效率高低的因素”時(shí)，提出下列假設(shè)：（1）機(jī)械效率可能跟動(dòng)滑輪有關(guān)（2）機(jī)械效率可能跟被拉物體上升的高度有關(guān)（3）機(jī)械效率可能跟被拉物體重有關(guān)（4）機(jī)械效率可能跟承受繩子的段數(shù)有關(guān)然后小婷設(shè)計(jì)了如圖所示的2組實(shí)驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比，來(lái)驗(yàn)證小紅提出的假設(shè)，則該實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的假設(shè)是（　　）　A．（1）B．（2）C．（3）D．（4）解答：猜想滑輪組機(jī)械效率可能跟動(dòng)滑輪、物體上升的高度、物體重力、繩子的段數(shù)有關(guān)，探究滑輪組機(jī)械效率跟其中一個(gè)因素的關(guān)系時(shí)，控制其它因素不變．如圖，動(dòng)滑輪、物體上升的高度、物體重力可以相同，繩子的段數(shù)不同，所以如圖探究滑輪組機(jī)械效率跟承受繩子的段數(shù)的關(guān)系．故選D．2．在“測(cè)定動(dòng)滑輪機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)中，小明用如圖所示的動(dòng)滑輪提升鉤碼，改變鉤碼的數(shù)量，正確操作，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：實(shí)驗(yàn)序號(hào)鉤碼重鉤碼上升的高度h/cm拉力F/N繩端移動(dòng)的距離s/cm①1.020.000.740.00②2.020.001.240.00③3.020.001.740.00（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，用手　
　拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，使持在動(dòng)滑輪下的鉤碼緩緩上升．（2）第①次實(shí)驗(yàn)時(shí)測(cè)得動(dòng)滑輪的機(jī)械效率為　
　．（3）第③次實(shí)驗(yàn)時(shí)，鉤碼上升的速度為0.05m/s，則拉力的功率為　
　W．（4）由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析可知，同一動(dòng)滑輪，所提升物重增大，機(jī)械效率將　
　（選填“增大”、“減小”或“不變”）．解答：（1）在實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)用手勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，使掛在動(dòng)滑輪下的鉤碼緩緩上升．（2）η1=×100=×100%≈71.4%（3）由第三次數(shù)據(jù)知，s=2h，所以繩子移動(dòng)速度為物體上升速度的2倍．P總===Fv=1.7N×0.05m/s×2=0.17W（4）根據(jù)表格中數(shù)據(jù)，②的效率η2=×100%=×100%≈83.3%η3=×100%=×100%≈88.2%根據(jù)三次的機(jī)械效率及物重的變化可得同一動(dòng)滑輪，所提升物重增大，機(jī)械效率將增大．故答案為：（1）勻速；（2）71.4%；（3）0.17；（4）增大．3．斜面是一種簡(jiǎn)單機(jī)械，生活中人們常常利用它來(lái)省力．小明想搽究“斜面的機(jī)械效率與斜面的傾斜程度的關(guān)系”．于是他找來(lái)木塊A、長(zhǎng)木扳B、三個(gè)高度不同的長(zhǎng)方體C和一把彈簧測(cè)力計(jì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示．（1）除上述器材外，小明要完成實(shí)驗(yàn)還需要的一種器
材是　
　；（2）在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，應(yīng)沿斜面向上拉動(dòng)術(shù)塊，使木塊做　
　運(yùn)動(dòng)；（3）實(shí)驗(yàn)記錄數(shù)據(jù)如下表，則第3次實(shí)驗(yàn)時(shí)斜面的機(jī)械效率為　
　；（4）分析比較下表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可得到的結(jié)論是：斜面越陡　
　．實(shí)驗(yàn)次數(shù)斜面傾斜程度木塊重G/N斜面高度h/m沿斜面的拉力F/N木塊沿斜面移動(dòng)的距離S/m斜面的機(jī)械效率1較緩50.23.30.560.6%2較陡50.253.80.565.8%3最陡50.34.20.5解答：（1）要測(cè)量斜面的高度和木塊沿斜面移動(dòng)的距離就要使用長(zhǎng)度的測(cè)量工具﹣﹣﹣刻度尺；（2）為了保證彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)穩(wěn)定，就要讓木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)；（3）第三次實(shí)驗(yàn)時(shí)，斜面的機(jī)械效率η==≈71.4%；（4）由圖中數(shù)據(jù)可知：斜面的傾斜程度越大，斜面的機(jī)械效率越高．故答案為：（1）刻度尺；（2）勻速直線；（3）71.4%；（4）斜面的機(jī)械效率越高．4．用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量杠桿的機(jī)械效率．實(shí)驗(yàn)時(shí)，豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，使掛在較長(zhǎng)杠桿下面的鉤碼緩緩上升．（1）實(shí)驗(yàn)中，將杠桿拉至圖中虛線位置，讀出測(cè)力計(jì)的示數(shù)F為　
　N，鉤碼總重量G為1.0N，鉤碼上升高度h為0.1m，測(cè)力計(jì)移動(dòng)距離s為0.3m，則杠桿的機(jī)械效率為　
　%．（2）為了進(jìn)一步研究杠桿的機(jī)械效率與哪些因素有關(guān)，一位同學(xué)用該實(shí)驗(yàn)裝置，先后將鉤碼掛在A、B兩點(diǎn)，測(cè)量并計(jì)算得到下表所示的兩組數(shù)據(jù)：次數(shù)鉤碼懸掛點(diǎn)鉤碼總重G/N鉤碼移動(dòng)距離h/m拉力F/N測(cè)力計(jì)移動(dòng)距離s/m機(jī)械效率η/%1A點(diǎn)1.50.100.70.3071.42B點(diǎn)2.00.151.20.3083.3根據(jù)表中數(shù)據(jù)，能否得出“杠桿的機(jī)械效率與所掛鉤碼的重有關(guān)，鉤碼越重其效率越高”的結(jié)論？答：　
　；請(qǐng)簡(jiǎn)要說(shuō)明理由（寫(xiě)出一條即可）：　
　．解答：（1）由圖可知，彈簧測(cè)力計(jì)的分度值是0.1N，所以它的示數(shù)是0.5N；在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，有用功是：W有用=Gh=1.0N×0.1m=0.1J，總功是：W總=Fs=0.5N×0.3m=0.15J，所以杠桿的機(jī)械效率是：η=×100%=×100%=66.7%．（2）分析機(jī)械效率的影響因素應(yīng)采取控制變量法，研究提起的物重和機(jī)械效率的關(guān)系時(shí)，應(yīng)保持鉤碼所掛位置不變，而實(shí)驗(yàn)中，兩次鉤碼懸掛的位置是不同的；同時(shí)，還應(yīng)進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，分析多組數(shù)據(jù)，才能得出有說(shuō)服力的正確結(jié)論，只憑一次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)做出結(jié)論是不科學(xué)的．故答案為：（1）0.5；
66.7；（2）不能．兩次實(shí)驗(yàn)時(shí)，鉤碼沒(méi)有掛在同一位置，同時(shí)改變兩組條件，數(shù)據(jù)不宜直接比較（或僅根據(jù)一次對(duì)比實(shí)驗(yàn)所得結(jié)論是不可靠的）．四、專題過(guò)關(guān)1．下列關(guān)于機(jī)械效率的說(shuō)法中，正確的是（　　）　A．機(jī)械效率可以達(dá)到100%　B．機(jī)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(jī)械效率越高　D．用同一滑輪組提升質(zhì)量不同的物體，機(jī)械效率不同解答：A、由于有用功總小于總功，所以機(jī)械效率總小于1，A錯(cuò)誤；B、機(jī)械效率是有用功與總功的比值，取決于有用功和總功，B錯(cuò)誤；C、使用滑輪組做功越快，功率越大，機(jī)械效率不一定高，C錯(cuò)誤；D、用同一滑輪組提升質(zhì)量不同的物體，額外功相同，有用功不同，所以有用功在總功中所占的比值不同，機(jī)械效率不同，D正確．故選D．2．如圖甲、乙所示是由相同的滑輪裝成的滑輪組，甲、乙兩人分別用兩裝置在相等時(shí)間內(nèi)將質(zhì)量相等的重物勻速提升相同的高度，空氣阻力、摩擦、滑輪和繩子的質(zhì)量均不計(jì)，下列說(shuō)法正確的是（　　）　A．甲的拉力是乙的拉力的3倍　B．乙拉繩子的速度大小是甲拉繩子速度大小的2倍　C．甲拉力的功率大于乙拉力的功率　D．如果考慮滑輪質(zhì)量，圖甲裝置的機(jī)械效率比圖乙的要高解答：由題知，重物重力相同，設(shè)其大小為G，物體升高的速度相同，設(shè)其大小為v，圖1：因?yàn)閮蓚€(gè)都是定滑輪，空氣阻力、摩擦、滑輪和繩子的質(zhì)量均不計(jì)，所以F1=G，繩子的速度v1=v，P1=F1v=Gv，η==1；圖2：因?yàn)槭且粋€(gè)定滑輪、一個(gè)動(dòng)滑輪，n=2，空氣阻力、摩擦、滑輪和繩子的質(zhì)量均不計(jì)，所以F2=G，繩子的速度v2=2v；拉力功率P2=F2v2=G×2v=Gv；η===1故選BD．3.如圖所示的滑輪組，每個(gè)滑輪重50N，用這個(gè)滑輪組把質(zhì)量為45kg的重物在2s內(nèi)勻速提升2m，不計(jì)繩重和摩擦，下列說(shuō)法中正確的是：（g=10N/kg）（　　）　A．作用在繩自由端的拉力F為125N　B．在2s內(nèi)做的有用功為900J　C．該套裝置的機(jī)械效率為90%　D．若所掛物體越重，該滑輪組機(jī)械效率越小解答：A、物體受到的重力為G=mg=45kg×10N/kg=450N；由圖知：承擔(dān)物重的繩子有3段，作用在繩子自由端的拉力為F=（G+G動(dòng)）=×（450N+50N）≈167N．此選項(xiàng)錯(cuò)誤；B、拉力做的有用功為W有用=Gh=450N×2M=900J．此選項(xiàng)正確；C、拉力做的總功為W總=Fs=Fnh=×3×2m=1000J，滑輪組的機(jī)械效率為η=×100%=×100%=90%．此選項(xiàng)正確；D、不計(jì)繩重和摩擦，動(dòng)滑輪重力一定，滑輪組提起的物重越大，有用功越多，但額外功不變，所以機(jī)械效率越高．此選項(xiàng)錯(cuò)誤．故選B、C．4．如圖所示，用一動(dòng)滑輪拉一物體A以0.5m/s的速度在水平面勻速運(yùn)動(dòng)，物體A重為20N，受到的摩擦力是物重的0.2倍，水平拉力F為2.5N，則在2s內(nèi)拉力做的功是　
　J，滑輪的機(jī)械效率是　
　（不計(jì)繩和滑輪重力）．解答：物體A移動(dòng)的距離S1=V1t=0.5m/s×2s=1m，所以拉力F移動(dòng)的距離為S2=2S1=2×1m=2m，所以在2s內(nèi)拉力做的功是W總=FS2=2.5N×2m=5J，物體A克服摩擦力做的功W有用=fS1=0.2GS1=0.2×20N×1m=4J，滑輪的機(jī)械效率η==×100%=80%．故答案為
5；80%．5．如圖所示，拉力F將重為100N的物體勻速拉到4m高的斜面頂端，所用時(shí)間為20s，克服摩擦所做的額外功為100J．下列說(shuō)法中正確的是（　　）　A．整個(gè)過(guò)程中克服物體重力做的功為400J　B．整個(gè)過(guò)程中拉力F做的總功為400J　C．斜面的機(jī)械效率為80%　D．拉力F的功率為20W解答：A、克服重力做功：W有=Gh=100N×4m=400J．符合題意．B、總功為：W總=W有+W額=400J+100J=500J．不符合題意．C、斜面的機(jī)械效率：η===80%．符合題意．D、拉力功率：P===25W．不符合題意．故選A、C．6．如圖，重為3.2×104N的卡車，經(jīng)過(guò)一段水平路面，再以9.6×104W的功率沿與水平地面成30°角（30°角的斜坡，斜坡長(zhǎng)是斜坡高的2倍）的斜坡勻速向上爬行20m．已知斜坡的機(jī)械效率為80%．求卡車：（1）爬坡時(shí)的牽引力；（2）爬坡時(shí)的速度．解答：（1）由題知，斜面長(zhǎng)度S=2h∵η====，∴F===2×104N；（2）∵P=FV，∴勻速爬坡時(shí)的速度：V===4.8m/s．答：（1）爬坡時(shí)的牽引力為2×104N；（2）爬坡時(shí)的速度為4.8m/s．7．如圖所示，在測(cè)定杠桿機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)中，豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，使掛在杠桿OB下面的物塊緩慢上升至虛線位置，物體上升的高度為30cm，測(cè)力計(jì)上升的高度為20cm，這一過(guò)程中杠桿的機(jī)械效率為90%，測(cè)力計(jì)的讀數(shù)如圖所示，則物塊的重力為　
　
N．解答：彈簧測(cè)力計(jì)的分度值是0.1N，讀數(shù)是：2.5N；由η==可得：90%=G=1.5N．故答案為：1.5．8．某實(shí)驗(yàn)小組利用圖示裝置研究杠桿的機(jī)械效率，實(shí)驗(yàn)的主要步驟如下：①用輕繩懸掛杠桿一端的O點(diǎn)作為支點(diǎn)，在A點(diǎn)用輕繩懸掛總重為G的鉤碼，在B點(diǎn)用輕繩豎直懸掛一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)，使杠桿保持水平；
②豎直向上拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)緩慢勻速上升（保持O點(diǎn)位置不變），在此過(guò)
程中彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)為F，利用刻度尺分別測(cè)出A、B兩點(diǎn)上升的高度為h1、h2．回答下列問(wèn)題：（1）杠桿機(jī)械效率的表達(dá)式為η=　
　．（用已知或測(cè)量物理量符號(hào)表示）（2）本次實(shí)驗(yàn)中，若提升的鉤碼重一定，則影響杠桿機(jī)械效率的主要因素是：　
　．（3）若只將鉤碼的懸掛點(diǎn)由A移至C，O、B位置不變，仍將鉤碼提升相同的高度，則杠桿的機(jī)械效率將　
　（選填“變大”、“變小”或“不變”）．（4）若彈簧測(cè)力計(jì)拉力方向一直垂直于OB桿向上拉動(dòng)，則測(cè)力計(jì)示數(shù)　
　（選填“變大”、“變小”或“不變”）解答：（1）有用功為W有=Gh1，總功W總=Fh2，則機(jī)械效率的表達(dá)式η=×100%=×100%．（2）有用功是提升鉤碼所做的功，額外功主要是克服杠桿重力做的功，影響機(jī)械效率的因素主要是有用功和總功所占的比例；提升的鉤碼重一定，重物升高的距離一定，說(shuō)明有用功一定，所以影響杠桿機(jī)械效率的主要因素是杠桿自身的重力．（3）杠桿提升鉤碼時(shí)，對(duì)鉤碼做有用功，克服杠桿重做額外功，W有+W額=W總，設(shè)杠桿重心升高的距離為h，所以，Gh1+G杠h=Fh2，G不變，h1不變，G杠不變，鉤碼從A點(diǎn)到C點(diǎn)，鉤碼還升高相同的高度，杠桿上懸的角度減小，杠桿升高的距離h變小，所以Gh1+G杠h變小，所以Fh2也變小．根據(jù)η=×100%，分母變小，分子不變，所以η變大！（4）若彈簧測(cè)力計(jì)拉力方向一直垂直于OB桿向上拉動(dòng)，阻力不變，動(dòng)力臂不變，阻力臂減小，動(dòng)力減小，所以測(cè)力計(jì)示數(shù)變小．故答案為：（1）×100%；（2）杠桿的自重；（3）變大；（4）變小．9．在湛江港碼頭，小華看到工人利用斜面把貨物推到車上，聯(lián)想到上物理課時(shí)老師講過(guò)的知識(shí)，小華想探究斜面的機(jī)械效率可能與哪些因素有關(guān)？小華提出了以下的猜想：
　　A．斜面的機(jī)械效率可能與物體的重力有關(guān)。
　　B．斜面的機(jī)械效率可能與斜面的傾斜程度有關(guān)。
　　小華同學(xué)為了證實(shí)自己的猜想是否正確，于是他用同一塊木板組成如圖3所示的裝置進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)探究，記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：
實(shí)驗(yàn)次數(shù)斜面傾角θ物塊重量G/N斜面高度h/m沿斜面拉力F/N斜面長(zhǎng)S/m有用功W有/J總
功W總/J斜面的機(jī)械效率
3005．00．64．21．23．05．0
3003．00．62．51．21．8
60%
4503．00．82．81．22．43．471%
　　（1）在實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中，應(yīng)沿斜面向上________拉動(dòng)木塊；實(shí)驗(yàn)時(shí)要使木板的傾斜角變大，應(yīng)該把木板下面的木塊向_________移動(dòng)（填“左”或“右”）。
　　（2）根據(jù)表格中數(shù)據(jù)，第①次實(shí)驗(yàn)斜面的機(jī)械效率為_(kāi)______%，第②次實(shí)驗(yàn)中總功為_(kāi)_____J。
　　（3）通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)①、②數(shù)據(jù)，可驗(yàn)證小華的猜想_________（填寫(xiě)字母）；通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)②、③數(shù)據(jù)，可以得出的探究結(jié)論是：__________________________。
　　（4）除了小華的猜想以外，請(qǐng)你猜想斜面的機(jī)械效率還可能與______（寫(xiě)出一個(gè)）有關(guān)。解答：
（1）勻速
左
（2）60
3．0
（3）A
在其它條件相同時(shí)，斜面的傾斜程度越大，斜面的機(jī)械效率越高（或大）；或在其它條件相同時(shí)，斜面的機(jī)械效率與斜面的傾斜程度有關(guān)．
（4）物體或斜面的粗糙程度10.如圖所示，工人用滑輪組緩慢地打撈沉沒(méi)在水中的重物，當(dāng)重物全部在水中時(shí)，拉力F為160N，滑輪組的機(jī)械效率為80%．當(dāng)重物離開(kāi)水面后拉力F′為480N，整個(gè)裝置的摩擦和繩重不計(jì)．求：（1）動(dòng)滑輪的重力；（2）物體的重力；（3）重物的密度．解答：（1）設(shè)物體浸沒(méi)在水中，上升h，有兩段繩子承擔(dān)物體的重，所以繩子自由端移動(dòng)2h，∵整個(gè)裝置的摩擦和繩重不計(jì)．∴根據(jù)η=得：η===，所以，G﹣F浮=2Fη=2×160N×80%=256N．又∵F=（G﹣F浮+G動(dòng)）=（G﹣F浮+G動(dòng)），∴G動(dòng)=2F﹣（G﹣F浮）=2×160N﹣256N=64N．（2）當(dāng)物體離開(kāi)水面時(shí)，因?yàn)椋現(xiàn)'=（G+G動(dòng)）=（G+G動(dòng)），所以，G=2F′﹣G動(dòng)=2×480N﹣64N=896N．（3）因?yàn)镚﹣F浮=256N，即：896N﹣1.0×103kg/m3×10N/kg×V=256N，所以，V=6.4×10﹣2m3．根據(jù)G=mg=ρVg，所以ρ===1.4×103kg/m3．答：（1）動(dòng)滑輪的重力為64N；（2）物體的重力為896N；（3）重物密度為1.4×103kg/m3．五、課后作業(yè)1．用相同的滑輪和繩子分別組成如圖所示的甲、乙兩個(gè)滑輪組，把相同的重物勻速提升相同的高度．若不計(jì)繩重及摩擦，下列說(shuō)法正確的是（　　）　A．繩子受的拉力F1和F2大小相等，滑輪組的機(jī)械效率相同　B．繩子受的拉力F1和F2大小不相等，滑輪組的機(jī)械效率不同　C．繩子自由端移動(dòng)的距離不相等，拉力對(duì)滑輪組所做的功相等　D．繩子自由端移動(dòng)的距離不相等，拉力對(duì)滑輪組所做的功不相等解答：不計(jì)繩重及摩擦，∵拉力F=（G物+G輪），n1=2，n2=3，∴繩子受的拉力：F1=（G物+G輪），F(xiàn)2=（G物+G輪），∴F1≠F2，∵動(dòng)滑輪重相同，提升的物體重和高度相同，W額=G輪h，W有用=G物h，∴利用滑輪組做的有用功相同、額外功相同，總功相同，∵η=×100%，∴滑輪組的機(jī)械效率相同，故A、B錯(cuò)；∵繩子自由端移動(dòng)的距離s=nh，n1=2，n2=3，提升物體的高度h相同，∴s1=2h，s2=3h，∴s1≠s2，拉力做的功：W1=F1s1=（G物+G輪）×2h=（G物+G輪）hW2=F2s2=（G物+G輪）×3h=（G物+G輪）h∴，W1=W2，故C正確、D錯(cuò)．故選C．2．用一個(gè)定滑輪和一個(gè)動(dòng)滑輪組成的滑輪組把重150N的物體勻速提升1m，不計(jì)摩擦和繩重，滑輪組的機(jī)械效率為60%．則下列選項(xiàng)錯(cuò)誤的是（　　）　A．拉力一定是125NB．有用功一定是150J　C．總功一定是250JD．動(dòng)滑輪重一定是100N解答：對(duì)左圖滑輪組，承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n=3，對(duì)物體做的有用功：W有=Gh=150N×1m=150J，∵η=，∴W總===250J，∴W額=W總﹣W有=250J﹣150J=100J；∵不計(jì)繩重和摩擦，W額=G輪h，∴動(dòng)滑輪重：G輪===100N，拉力F的大小：F=（G物+G輪）=（150N+100N）=N；對(duì)右圖滑輪組，承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n=2，對(duì)物體做的有用功：W有=Gh=150N×1m=150J，∵η=，∴W總===250J，∴W額=W總﹣W有=250J﹣150J=100J；∵不計(jì)繩重和摩擦，W額=G輪h，∴動(dòng)滑輪重：G輪===100N，拉力F的大小：F=（G物+G輪）=（150N+100N）=125N．由以上計(jì)算可知，對(duì)物體做的有用功都是150J，總功都是250J，動(dòng)滑輪重都是100N，故B、C、D都正確；但拉力不同，故A錯(cuò)．故選A．3．用如圖所示的機(jī)械拉著重500N的物體在水平地面上勻速運(yùn)動(dòng)，物體受到的摩擦力為120N，繩子末端的水平拉力為50N，則滑輪組的機(jī)械效率為　
；若物體運(yùn)動(dòng)的速度為0.2m/s，則10s內(nèi)拉力做的功是　
　J．解答：（1）物體在水平地面上勻速運(yùn)動(dòng)，需要克服的是物體與地面間的摩擦力．機(jī)械效率η=；故答案為：80%．（2）10s內(nèi)拉力作用點(diǎn)移動(dòng)的距離S拉=nS物=3×0.2m/s×10s=6m，拉力所做的功W總=FS拉=50N×6m=300J；故答案為：300．4．如圖，小王站在高3m、長(zhǎng)6m的斜面上，將重200N的木箱沿斜面勻速?gòu)牡锥死享敹耍Υ笮『銥?20N，所花時(shí)間是10s．求：（1）木箱A沿斜面方向的運(yùn)動(dòng)速度．（2）小王對(duì)木箱做功的功率．（3）斜面的機(jī)械效率．解答：（1）v===0.6m/s；（2）W總=Fs=120N×6m=720J，P===72W；（3）W有用=Gh=200N×3m=600J，η==≈83.3%．答：（1）木箱A沿斜面方向的運(yùn)動(dòng)速度為0.6m/s．（2）小王對(duì)木箱做功的功率72W．（3）斜面的機(jī)械效率83.3%．5．小明在探究利用杠桿做功的實(shí)踐活動(dòng)中，將重G為15N的重物掛在杠桿的中點(diǎn)，用手豎直提起棒的另一端，使物體緩慢勻速提升，如圖所示．（1）不計(jì)杠桿自身重力和摩擦，求拉力F的大小？（2）如杠桿是一根重為5N質(zhì)量均勻的硬棒，若在2s內(nèi)將重物提升0．l0m，則重物上升的速度是多大？小明使用杠桿所做的有用功為多大？機(jī)械效率是多大？解答：（1）由杠桿原理可知：FL1=GL2，即==，F(xiàn)==7.5N．（2）v===0.05m/s，W有用=Gh=15N×0.1m=1.5J，W額外=G桿h=5N×0.1m=0.5J，W總=W有用+W額外=1.5J+0.5J=2J，η===75%．答：（1）不計(jì)杠桿自身重力和摩擦，拉力F是7.5N．（2）重物上升的速度是0.05m/s；小明使用杠桿所做的有用功為1.5J．機(jī)械效率是75%．六、專題總結(jié)1、分析題意，明確什么是有用功、什么是額外功，什么是總功。2、豎直方向上滑輪組機(jī)械效率的求解，運(yùn)用；這兩個(gè)公式的適用條件要清楚，重物在空氣中且忽略繩重和摩擦。3、對(duì)于水平方向上的滑輪組及滑輪組與浮力組合、與斜面組合時(shí)，可牢記針對(duì)滑輪組的機(jī)械效率，力均是作用在滑輪組上的，進(jìn)行受力分析找力并求該力所作的功，分清有用功和總功，運(yùn)用基本公式求機(jī)械效率。

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