中考总复习(三)机械效率专题

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,机械效率,中考物理总复习,“机械效率”一节，既是力学部分的重点，也是难点。在“机械效率”的学习中，关键是要能够准确地判定,有用功,、,额外功,和,总功,。如何判定呢？,我们的目的,从井中打,水,但又,不得不,借助水,桶,在提水的这一过程中,人,总,共,所做的,功,我们的目的，对我们,真正,有用,的功,不是我们的目的，对我们,无用,，但又,不得不,做的,额外,增加,的功,对,水,和,桶,做得功,FS,对,水,做得功,Gh,对,桶,和克服,摩擦力,做的功,总功,有用功,额外功,有用功：,在完成任务时，为达到我们的目的，我们,真正需要,的，对我们,有用,的那部分,功,总功：,在完成任务时，,人,总共,所做的,功,额外功：,在完成任务时，对我们,无用,，但又,不得不,做的那部分额外附加,功,人提沙子做功,1.,对砂子做功,2.,对桶做功,3.,克服自重做功,人拉滑轮做功,1.,对砂子做功,2.,对桶做功,3.,对动滑轮做功,人拉滑轮做功,1.,对砂子做功,2.,对口袋做功,3.,对动滑轮做功,真正需要,的，对我们,有用,的那部分,功,，,有用功，,Gh,在使用机械过程中，,不得不,做的那部分额外附加,功，额外功,人总共所做的功，,总功,，,F,拉,S,绳子,在这三幅图片中，那幅做功的机械效率,高,？,W,总,=,W,有用,100,=,G,沙子,h,上升,F,拉,S,绳子,100,=,G,沙子,h,上升,F,拉,nh,100,=,W,有用,W,总,100,=,W,有用,100,W,有用,+W,额外,=,G,物,h,100,G,物,h+,G,动,h,因为,W,总,=W,有用,+W,额外,1,2,3,1,2,3,对沙子做功,对桶做功,克服重力做功,对沙子做功,对桶做功,对滑轮做功,对沙子做功,对桶做功,对滑轮做功,600,J,2520,J,600,J,180,J,600,J,90,J,请算出刚才的三种办法中有用功在总功中占的百分比。,3120,J,780,J,690,J,1,2,3,1,2,3,对沙子做功,对桶做功,克服重力做功,对沙子做功,对桶做功,对滑轮做功,对沙子做功,对桶做功,对滑轮做功,600,J,2520,J,600,J,180,J,600,J,90,J,3120,J,780,J,690,J,19%,76%,86%,在使用,滑轮组,提升,物体的过程中，那些因素会产生,额外功,1,动,滑轮的,重,力,2,滑轮组与绳子之间的,摩擦力,如何,提高,机械效率,外因,内因,减,小,额,外,功,增加,有用功,减,小,动,滑轮的,重,力,减,小滑轮组与绳子之间的,摩擦力,增加,物,体本身的,重,力,排除外界阻力,提高自身能力,离心式水泵,60%,80%,汽油机,22%,27%,蒸汽机,6%,15%,电动机,80%,90%,有用功总小于总功，所以机械效率总小于,1,如何提高机械效率？,有用功,W,有,额外功,W,额,总功,W,总,定义,利用机械工作时，对人们有用的功叫做有用功。,利用机械工作时，对人们无用但又不得不做的功叫做额外功。,有用功加额外功是总共的功叫做总功，即：,总,有,额,实质,机械克服物体阻力做的功。,克服机械自身重力和摩擦做的功。,动力对机械做的功。,一、有关概念，透彻理解,、有用功、额外功和总功,请你判断,用水桶从井中提水时，所做的有用功是,，额外功是,，总,功是,；,如果桶掉到井里，从井里捞桶时，捞上来,的桶里带了一些水，有用功是,，,额外功是,，总功是,。,克服水的重力做功,克服桶的重力做功,拉力所做的功,克服桶的重力做功,克服水的重力做功,拉力所做的功,、机械效率,有用功跟总功的比值叫做机械效率，即,（,1,）由上式可知，要提高机械效率，必须减小额外功在总功中的比例，即：改进机械结构（减轻自重）；按规程保养，定时润滑（减小摩擦）。,（,2,）在理解机械效率的概念时要注意：机械效率没有单位（因为机械效率是有用功跟总功的比值）。机械效率的大小总小于（额外功的存在）。机械效率的大小取决于有与总的比值，即有用功在总功中所占的比例，不能理解为：有用功多，机械效率高；总功大，机械效率低。省力的机械不是机械效率高，而是更低。功率大小与机械效率高低无直接关系！功率大机械效率不一定高，功率小机械效率不一定低。,在理解有用功、额外功、总功和机械效率的基础上，对各种情况的机械，还要能够准确地判定有用功、额外功和总功。,二、具体情况，准确判定,关于,机械效率,的,三类,计算,1,杠杆,2,滑轮,竖直拉物体 水平拉物体,3,斜面,1,杠杆,=,W,有用,100,W,总,=,G,物,h,上升,F,拉,S,绳子,100,相似,三角形,S/h = L,动,/L,阻,=,G,物,L,阻,F,拉,L,动,100,2,滑轮,竖直拉动物体,=,W,有用,W,总,100,=,G,物,h,上升,F,拉,S,绳子,100,=,G,物,h,上升,F,拉,nh,上升,100,=,W,有用,W,总,100,=,W,有用,100,W,有用,+W,额外,=,G,物,h,100,G,物,h+,G,动,h,水平,拉动物体,=,W,有用,W,总,100,=,f,摩擦,h,移动,F,拉,S,绳子,100,=,F,拉,nh,移动,f,摩擦,h,移动,100,=,W,有用,W,总,100,=,F,钩子,h,移动,F,拉,S,绳子,=,(G,物, F,浮,),h,移动,F,拉,S,绳子,100,100,3,斜面,理想，,不,计,摩擦力,：,W,总,= FL,W,有用,=,Gh,=,2,、实际，,考虑摩擦力,：,W,总,= FL,W,有用,=,Gh,W,额外,=,fL,=,W,有用,W,总,100,=,G,物,h,上升,F,拉,L,100,=,G,物,h,上升,Gh,+,fL,100,利用如图所示的滑轮组，在,F=80N,的拉力作用下,将一个重为,180N,的物体匀速举高,1m,，绳重、摩擦不计。,求,:,（,1,）,W,总,=,？,（,2,）,W,有用,=,？,(3) W,额外,=?,(4)=?,(5) G,动,=?,G,F,.,三、典型题例，示范启迪,小明用,100N,的力沿竖直方向将杠杆的一端拉下,2m,，杠杆的另一端将,320N,的重物提高了,0.5m,，,(1),他做的有用功是多少？,(2),总功是多少？,(3),杠杆的机械效率是多少？,用一个动滑轮提升重为,96,牛的货物，所用拉力为,60,牛，此动滑轮的机械效率是多少？若用此动滑轮提升重,200,牛的重物，拉绳子的速度为多少时，拉力做功的功率刚好,22.4,瓦。（不计绳重和摩擦）,由于不计绳重和摩擦，故动滑轮重,G,动,可由：,求得：,G,动,2F,物,60,牛,96,牛,24,牛,解析：此动滑轮的机械效率为,提升,200,牛重物的拉力,于是，由,得：,说明：凡涉及物重发生变化的动滑轮（或滑轮组）的问题时，其机械效率是变化的：随物重的增大而增大。,本题提升,200,牛重物时,因此，解决这类问题时，首先要求出动滑轮的重,G,动：一般用动滑轮（或滑轮组）省力的特点比较简便。,用滑轮组匀速提升重为,2000,牛的物体，作用在绳子自由端的拉力做功的功率为,1250,瓦，滑轮组的机械效率为,80%,，求重物上升的速度是多少？,二要明白“重物上升”与“绳子自由端拉动”具有同时性。,于是，重物上升的速度,解析：解答本题的关键是：一要弄清有用功和总功。将物体提升一定高度做的功,有用功：有物,h,；作用在绳子自由端的拉力做的功,总功：总拉,t,（因已知功率），则机械效率可表示为：,说明：对涉及滑轮组的速度的问题，关键是抓住“重物上升或移动”与“绳子自由端拉动”的同时性，再将对应物理量用对应的符号代入公式进行推演和代数变换，问题即可解决。,探究,斜面的机械效率,1、提出猜想：,斜面的,机械效率,可能和 有关。,2、参考器材：,长木板、小木块、弹簧测力计、刻度尺,斜面倾斜程度、,斜面的粗糙程度,实验装置：,F,S,h,实验过程：,测量小木块的重力，记录数据；,改变斜面的倾斜程度，重复步骤。,把小木块用弹簧秤沿斜面匀速向上拉,；,分别记录拉力,F、,木块沿斜面移动的距离,S、,木块上升的高度,h。,注意事项：,要匀速拉动物体。,拉力要与斜面平行。,及时记录数据。,木板的摩擦要大一些,选用木块要重一些,4,、记录表格：,斜面倾斜程度,木块重量,G/N,斜面高度,h/m,拉力,F/N,斜面长,s/m,有用功,W,有,/,J,总功,W,总,/,J,机械效率,较缓,较陡,很陡,4、记录表格：,斜面倾斜程度,木块重量,G/N,斜面高度,h/m,拉力,F/N,斜面长,s/m,有用功,W,有,/,J,总功,W,总,/,J,机械效率,较缓,5,0.1,1.6,0.5,0.5,0.8,62.5,较陡,5,0.15,2.2,0.5,0.75,1.1,68,很陡,5,0.2,2.7,0.5,1,1.35,81,结论：,斜面越陡，越不省力，机械效率越高。,小结：,1、,有用功、额外功、总功,2、,机械效率,3,、斜面的机械效率与倾斜程度有关,再见,