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课时20 机械效率 【复习目标】1. 通过探究动滑轮，知道有用功、总功、额外功及它们之间的关系。2. 理解机械效率的概念，知道机械效率的计算公式，会计算简单机械的机械效率。3. 能设计实验，测定某种简单机械的机械效率。4. 知道提高机械效率的实际意义和方法。【复习重点】理解机械效率的概念，会设计，会计算简单机械的机械效率。一、 认真看书复习，然后独立完成下列填空。1.利用简单机械时，对人们有用的功叫 ；竖直提升物体时，有用功的表达式为 。在水平地面上移动物体时，有用功的表达式为 。2. 叫做总功. 表达式为 。3. 对人们没有用，但又不得不做的功叫 。4.有用功、额外功和总功的关系： 。5.在物理学中， 叫做机械效率，用公式表示为 。 若只知道F、G、n,则机械效率的表达式为 ；若只知道G0（动滑轮重）、G、n,则机械效率的表达式为 （不计绳重及摩擦）。8. 测定竖直方向提升物体的滑轮组的机械效率时，需要的测量工具有： ，机械效率的表达式是 。 影响滑轮组机械效率的主要因素 。二、典型例题例1（2020达州）如图20-1所示用滑轮组将重600N的物体在10秒内匀速提升了5 m，如拉力为400N，则下列各计算结果正确的是 （ ）A拉力所做的功为6000J B.机械所做的有用功为3000JC拉力的功率为600w D.该滑轮组的机械效率为80%。例2 (2020广州)用图20-2甲、乙两种方式匀速提升重为100N的物体，已知滑轮重20N、绳重和摩擦力不计。则（ ）A手的拉力：F甲=F乙；机械效率：甲=乙 B手的拉力：F甲F乙；机械效率：甲乙C手的拉力：F甲F乙；机械效率：甲乙D手的拉力：F甲F乙；机械效率：甲乙图20-3图20-1甲乙图20-2例3（2020眉山）小雪用三个相同的滑轮组成如图20-3所示的滑轮组，将重为120N的物体匀速提高了4m，若机械效率为80%，不计绳重及摩擦，则每个滑轮重为 N图20-5图20-6图20-4例4（2020淮安）如图20-4所示，在测定杠杆机械效率的实验中，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在杠杆OB下面的物块缓慢上升至虚线位置，测力计的示数F为 N，测力计上升的高度s为0.2m物块重G为1.5N，物块上升的高度h为0.3m，则杠杆的机械效率为%，使用该杠杆做额外功的一个原因是 。例5（2020福州）如图20-5所示，在“测滑轮组机械效率”实验中，物体重为5.4N。（1）实验时要竖直向上且 拉动弹簧测力计。若物体上升高度为10cm，此时弹簧测力计的示数如图中所示，是 N，则滑轮组的机械效率是 。（2）若仅增加物体的重，该滑轮组的机械效率将 （选填“增大”、“减小”或“不变”）。（不计摩擦）例6（2020重庆）用如图20-6所示滑轮组匀速提升重为200N的物体，人对绳的拉力为125N，不计绳重和摩擦，滑轮组的机械效率为？如果人的体重为600N，拉动过程中绳始终未断裂，他用此滑轮组能提升的最大物重为？此时滑轮组的机械效率为？例7 如图20-7所示为倾角30的固定斜面，方明同学用平行于斜面500N的推力将质量为70kg的物体在5s时间内匀速推高1m。（g取10N/kg）求：图20-7（1）推力做的总功和推力的功率。（2）斜面的机械效率。（3）斜面对物体的摩擦力。课时20 机械效率 课后巩固一、知识梳理二、课后巩固1. （2020淮安）用一个动滑轮匀速提升质量为20kg的物体，所用竖直向上的拉力为125N。物体上升2m的过程中，拉力所做的有用功为 _ J，总功为 _ J，动滑轮的机械效率为 _ 。（g取10N/kg）图20-1图20-2图20-32. （2020杭州）如图20-1所示，小王用两个相同的滑轮组（摩擦不计），分别将重力不同的两个物体匀速提高到相同高度，其中Gl G2，则所用的拉力F1 F2（选填“”、“”或“=”），其机械教率1 2填“”、“”或“=）3. （2020南宁）利用图20-2所示的斜面提升物体可以_(选填“省力”或“费力”）。用平行于斜面的拉力，将重为5N的物体从斜面底端拉上斜面，物体移动的距离为1m，上升的高度为0.2m。已知斜面的机械效率为50，则拉力大小为 N.若该斜面越陡，其机械效率_（选填“高”或“低”）。4. （2020襄阳）某同学利用两个滑轮组装了一个滑轮组，将重为300N的物体从一楼匀速提升到三楼，所用的拉力为120N，则该滑轮组的机械效率为 。5. （2020福建）小明用同一滑轮组分别将甲、乙两组钩码提升相同的高度，如图20-3所示。他两次提升钩码所用的拉力分别为F甲和F乙，则F甲_F乙；所做的有用功分别为W甲和W乙，机械效率分别为甲和乙，则W甲_W乙，甲_乙。(均选填“”、“=”或“”)6. （2020莆田）山区的公路多修成环绕山坡的盘山公路，这样车辆向上行驶时可以（ ）A、提高功率 B、提高机械效率 C、减小所必需的牵引力 D、减小所做的功7. （2020宁夏）如图20-4所示，拉力F=125，在10s内将重物匀速提升2m，滑轮组的机械效率是80%。则下列说法正确的是 （ ）A. 绳子自由端移动距离为6m B.物体重是375C. 拉力F做的功是250 D. 拉力F的功率为25W 图20-5图20-48. (2020.衡阳)某物理兴趣小组利用图20-5所示的装置来研究斜面的机械效率，实验的主要步骤如下：将木板倾斜放置且固定，用刻度尺量出斜面的长S，斜面的高h，用弹簧测力计测出重物重G。将重物放在斜面上，用弹簧测力计拉着重物从斜面底端匀速拉到最高点，此过程中弹簧测力计的示数保持为F且不变。回答以下问题：(1)此斜面机械效率的表达式为=_(用上述中的物理量符号表示)(2)本实验中，若保持斜面的高度和倾斜程度一定，则影响该斜面机械效率的因素中，你认为有：_(写出一条即可)。(3)若使用同一斜面，将所拉重物的质量增大，则斜面的机械效率会_(填“变高”、“变低”或“不变”)。9. （2020宿迁）某学习小组使用几个相同的滑轮分别进行机械效率的测定，如图20-6所示他们将测得钩码重G、拉力F、钩码上升的髙度h、测力计移动的距离S，并将计算出的有用功W有用、总功W总和机械效率数据一并记人下表：图20-6(1)表格中数据 ;(2)比较实验1、2，第2次的机械效率较低，主要原因是 ;(3)比较实验2、3，影响这两次实验机械效率不同的主要因素是 ,使用滑轮组的优点是 。10. （2020呼和浩特）质量为8t的某载重汽车，额定功率为240kw，车上装有12t的砂石汽车先以36km/h的速度，220kw的功率，在平直的路面上匀速行驶了5min，然后又以额定功率用了2min的时间，把砂石从山坡脚下送到了60m高的坡顶施工场地求：（1）汽车在平直路面上匀速行驶的过程中，发动机所做的功和汽车受到的阻力（2）汽车从坡底向坡顶运送砂石的机械效率11. （2012天津）如图20-7所示，工人利用滑轮组将沙子从地面提升到距地面6m高的三楼，沙子的质量为50kg，装沙子的桶的质量8kg，动滑轮的质量为2kg，工人匀速拉绳子的力为300N（忽略摩擦和绳重，g取10N/kg）图20-7求： （1）工人做的总功； （2）此滑轮组的机械效率F甲G图20-812. （2020成都）为了将放置在水平地面上、重G=100 N的重物提升到高处。小明同学设计了图20-8（甲）所示的滑轮组装置。当小明用图（乙）所示随时间变化的竖直向下拉力F拉绳时，重物的速度和上升的高度h随时间t变化的关系图像分别如图（丙）和（丁）所示。若重物与地面的接触面积S=510-2 m2，不计摩擦，绳对滑轮的拉力方向均可看成在竖直方向。求：（1）在23s内，拉力F的功率P及滑轮组的机械效率。（2）在12s内，拉力F做的功W。（3）在01s内，重物对地面的压强p。t/s1302F/N乙1050302040t/s1302/（m/s）丙125250250t/s1302h/m丁1253758-20-17【复习反思】
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