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第3节 机械效率（第1课时） 一导疑情境导入，提出疑问在使用简单机械提升或移动物体时，我们要对机械做功，机械又要对物体做功，那么我们对机械做功和机械对物体做功相等吗？学习目标1、知道有用功、额外功、总功的含义，知道它们之间的关系；2、理解机械效率的概念，会计算机械效率。二引探自主学习，探究问题（一）研究使用动滑轮是否省功1、如图甲，用弹簧测力计将钩码缓慢地提升一定的高度，测出拉力的大小和物体上升的高度，并计算出拉力所做的功。2、如图乙，用弹簧测力计并借助一个动滑轮将同样的钩码 地提 的高度，测出 和 ，并计算出拉力做的功3、得出结论：不使用机械直接提升物体做的功与使用机械提升物体时做的功是 的。且使用机械做的功比不用机械做的功 。（二）有用功、额外功、总功1、在上面的实验中，无论是否使用滑轮，钩码都被提升了，这部分功是 ，叫做有用功，用W有 表示；2、在使用动滑轮提升重物时，我们还不得不克服 以及 等因素的影响而多做一些功，这部分功叫做额外功，用W额表示；3、 和 之和是总共做的功，叫做总功，用记作W总，总功、有用功和额外功的关系为： 。4、使用斜面时：将重物举高h所做的功（Gh）为有用功；使用斜面时，沿斜面的推（拉）力所做的功（Fs）；服摩擦力所做的功为额外功。（三）机械效率1、定义：物理学中，将 与 的比值叫机械效率。用表示。2、表达式：3、说明：机械效率是有用功在总功中所占比例的多少，是一个比值，所以是一个无单位的物理量。因为W有总小于W总，所以机械效率总 1，机械效率通常用百分数表示。机械效率是描述机械性能优劣的物理量，机械效率高的机械性能优良。机械效率的高低与所使用的机械工作时是否省力、及省力多少无关；与机械工作时的快慢程度无关；与机械工作时所完成的功的多少也无关三释疑主动展示，阐释疑点1、起重机把质量为0.5t的重物匀速提升了3m，而它的电动机所做的功是3.4104J，起重机的机械效率是多少？g取10N/kg。2、用一个动滑轮在5s内将质量为20kg的物体向上提起3m，拉力为150N，这个动滑轮的机械效率是多少？拉力的功率有多大？若不考虑摩擦，该动滑轮质量有多大？3、在斜面上匀速拉动一个重4.5N的物体到高处，沿斜面的拉力为1.8N，斜面长1.2m、高0.3m。这个斜面的机械效率有多大？物体受到的摩擦力有多大？四启思归纳总结，提炼方法1、功率和机械效率的区别：机械效率是指 ,即利用机械时所做总功中有用功所占的比例；功率是指 。功率和机械效率是两个物理意义完全不同的物理量，是从不同方面反映机械性能，两者没有必然联系。功率大的机械,机械效率不一定高;机械效率高的机械,功率也不一定大。1、 分析和计算有关机械效率的问题时，必须明确有用功、额外功和总功。 利用机械把物体提高时，克服物体的重力做的功是 功；而利用机械拉物体水平移动时，克服物体所受的摩擦力做的功是 功。 使用滑轮组时，克服动滑轮重，绳重及摩擦做的功是 功；而利用斜面时，克服物体在斜面上受到的摩擦力做的功是 功。 利用机械时，动力所做的功是 功。五、精练当堂训练，提升能力1、用本筐把生活用煤搬到住宅五楼，人对煤所做的功叫功，人对林筐所做的功叫功，人对林筐和煤做的功的总和叫功。2、某同学用水桶从井中打水，他对桶所做的功叫，对水所做的功叫。若他不小心把桶掉进井里，他在捞桶时桶里带起了一些水，此时他对桶所做的功叫，对水所做的功叫。3、小明为了完成一项任务，他做的有用功为240J，他做的总功为300J，那么他做的额外功为。4、某机械做功时的机械效率为70%，它表示的物理意义是。若有用功为210J，那么总功为J，额外功为 J。5、图示的起重机将重为6103N的货物匀速提升10m，它的电动机做功1.25105J，起重机匀速提升货物做的有用功为J，机械效率为 。对于实际机械，机械效率小于100%的原因是。6、地震灾区重建过程中，工人用图示的滑轮组将重400的建筑材料从地面缓慢提升到10m高处已知该工作对绳子的拉力为250，则此过程人做的总功为，该滑轮组的效率为第5题图第6题图 第7题图 第8题图7、如图所示，是一种小型千斤顶的示意图，用100N的力将手柄坚直向下压50cm，把重1000N的重物匀速抬高4cm，所做的有用功是J，千斤顶的机械效率是。8、某同学家新房装修时，在地面与窗台间放置一斜木板，将瓷砖沿木板从地面匀速拉上窗台。如图所示，已知窗台高3m，木板长5m，瓷砖重500N沿斜面所用拉力400N，则斜面的机械效率是。9、下列说法正确的是A、越省力的机械，机械效率越高B、越费力的机械，机械效率越高B、做的有用功越多，机械效率越高C、有用功一定时，额外功越少，机械效率越高10、如图所示的滑轮组，在拉力F的作用下使物体升高了2m，拉力F所做的功为800J,滑轮组的机械效率为70%，则物体受到的重力是 （）A、280NB、28NC、160ND、16N第10题图 第14题图11、甲、乙两种机械的机械效率分别是80%和65%，则下列说法正确的是 （）A、使用甲机械省力B、使用甲机械做功快C、在相同的时间内，使用甲机械完成的功多D、乙机械的额外功在总功中占的比例大12、甲升降机比乙升降机的机械效率高，它们分别把相同等量的物体匀速提升相同的高度，两者相比，甲升降机 （）A、做的总功较少B、做的总功校多C、提升重物的有用功较少D、提升重物做的有用功较多13、用一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组把重150N的物体匀速提升1m，不计摩擦和绳重，滑轮组的机械效率为60%。则下列选项错误的是 （）A、拉力大小一定是125NB、有用功一定是150JC、总功一定是250JD、动滑轮重一定是100N14、如图是由相同的滑轮组装的滑轮组，甲、乙两人分别用两装置在相等时间内将等量相等的重物匀速提升相同的高度，空气阴力、摩擦、滑轮和绳子的质量均不计，下列说法正确的是（）A、甲的拉力是乙的拉力的3倍B、乙拉绳子的速度大小是甲拉绳子速度大小的2倍C、甲拉力的功率大于乙拉力的功率D、如果考虑滑轮质量，甲图装置的机械效率比乙图的小15、用一个机械效率为70%的滑轮组，将一重为2240N的货物提起，所用的拉力为800N，则滑轮组的组合至少由几个定滑轮和几个动滑轮组成 （）A、1个定滑轮，1个动滑轮B、1个定滑轮，2个动滑轮C、2个定滑轮，1个动滑轮D、2个定滑轮，2个动滑轮16、将重物从长4m、高1m的斜面底部匀速推上斜面顶端，已知沿斜面所用的推力是300N，斜面的机械效率是75%，则推力做的总功是J，推力做的有用功是J，物体的重力是N。17、使用动滑轮能省（选填“力”、“功”或“距离”）。用重为2N的动滑轮匀速提升一个重物时，动滑轮的机械效率为75%，若改用重为1.5N的动滑轮匀速提升同一重物，此动滑轮的机械效率为%（不计绳重和摩擦）。18、用如图所示的滑轮组提升货物，已知动滑轮重30N，货物重360N、上升速度是0.3ms，拉力F的功率是180W（不计绳重）。求：（1）滑轮组的机械效（2）货物上升3m过程中，克服摩擦力做的功19、如图所示，已知斜面长5m，高3m，绳端拉力为50N。利用这个滑轮装置将重为100N的物体在5S内从斜面的底端匀速拉到顶端。在此过程中：（1）物体沿斜面向上运动的速度为多少？（2）端移动的距离是多少？（3）拉力的功和功率是多少？（4）拉力的机械效率是多少？
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