《中考物理总复习》第17课时 机械效率.pptx

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1、第 17 课时机械效率第八单元 功和能 简单机械三种功概念计算方法有用功为了达到目的而必须做的功 W有=G物h,W有=fs物额外功我们不需要但又不得不做的功(主要指克服机械自重和摩擦所做的功)W额=G动h(忽略摩擦和绳重),W额=W总-W有总功有用功和额外功 W总= W总=Fs,W总=Pt 教材梳理 夯实基础考点一机械效率之和重难探究 逐个击破W有+W额认识“机械效率”定义 有用功跟总功的,用符号表示 公式 说明机械效率是一个比值,通常用百分数表示,由于有用功总总功,故机械效率总 意义机械效率是衡量机械做功性能好坏的物理量,但机械效率的高低与使用机械是省力还是费力无关教材梳理 夯实基础比值重难

2、探究 逐个击破小于小于1续表探究测量滑轮组的机械效率(见实验突破)原理= 示意图教材梳理 夯实基础考点二机械效率的测量重难探究 逐个击破操作沿方向匀速(或缓慢)提升重物 测量工具弹簧测力计、刻度尺(没有刻度尺也可以进行实验的原理:) 所测物理量物重G、物体上升高度h、拉力F、弹簧测力计移动距离s结论同一滑轮组,提升重物越重,机械效率越; 提升相同重物,滑轮组中动滑轮总重越大,机械效率越 评估交流滑轮组的机械效率与物体上升高度、绳子自由端移动距离以及物体上升速度均无关提高方法减小动滑轮的重;减小摩擦;增加物重教材梳理 夯实基础数值高重难探究 逐个击破低续表实验拓展:测量斜面的机械效率实验过程如图

3、所示,将木板用一木块垫起搭成斜面,使其倾斜程度较小,用弹簧测力计沿斜面将物块从斜面底部匀速拉到斜面顶部,记下物块移动的距离s,并测出斜面高度h、拉力F。改变斜面的倾斜程度再测量几次,用= 计算出不同倾斜程度下的机械效率。分析、比较得出结论实验结论斜面的机械效率与粗糙程度和倾斜角度有关。斜面越陡、越光滑,机械效率越高教材梳理 夯实基础重难探究 逐个击破续表【点拨】(1)利用滑轮组提升重物时,在不考虑绳重和摩擦的情况下,产生额外功的原因是需要克服动滑轮的自重做功,即W额=G动h,滑轮组的机械效率最终可表示为= 。(2)利用定滑轮、动滑轮和滑轮组提升相同重物、上升相同高度时,机械效率关系为定动组。(

4、每个滑轮重均相同)(3)利用斜面提升重物,克服摩擦所做的功为额外功,即W额=fs。(可用于求斜面上的摩擦力)教材梳理 夯实基础重难探究 逐个击破重难探究 逐个击破1. 2018广东 如图17-1是建筑工地上的起重机示意图,起重机的电动机功率为3103 W,当它把质量为1 t的重物匀速提起24 m时,用时100 s。(g取10 N/kg)(1)在这段时间内起重机提起重物做功的功率是多少?机械效率是多少?探究一杠杆机械效率的计算教材梳理 夯实基础图17-1重难探究 逐个击破1. 2018广东 如图17-1是建筑工地上的起重机示意图,起重机的电动机功率为3103 W,当它把质量为1 t的重物匀速提起

5、24 m时,用时100 s。(g取10 N/kg)(2)若起重机AB长为20 m,吊起重物时B端的配重质量为4 t,为使起重机不翻倒,则OB长为多少?(不计摩擦和起重机自重)教材梳理 夯实基础图17-1解：根据杠杆平衡条件,有FAOA=FBOB,即mAgOA=mBgOB,OA+OB=AB=20 m,联立,代入数据解得,OB=4 m。2.用四个完全相同的滑轮,组装成两套滑轮组,如图17-2所示,用它们匀速提升同一物体时,其拉力分别为F1、F2,滑轮组的机械效率分别为1、2,不计绳重和摩擦,下列选项正确的是 ()A.F1F2,12B.F1=F2,1=2C.F12D.F1F2,1=2重难探究 逐个击

6、破教材梳理 夯实基础D图17-2探究二滑轮机械效率的计算3.如图17-3所示,用300 N的力F将重为500 N的物体在10 s内匀速提升2 m,不计绳重和摩擦,在此过程中()A.绳子自由端移动的距离为6 mB.动滑轮重100 NC.拉力做功的功率为100 WD.滑轮组的机械效率为60%重难探究 逐个击破教材梳理 夯实基础图17-3B重难探究 逐个击破教材梳理 夯实基础4. 2018内江 用如图17-4甲所示的滑轮组运送货物上楼,每件货物重100 N,每次运送的件数不定。图乙记录了在整个过程中滑轮组的机械效率随货物重力增加而变化的图像,则动滑轮重为N;当某次运送3件货物时,绳子的拉力F是N。(

7、不考虑绳重和摩擦) 图17-4重难探究 逐个击破教材梳理 夯实基础答案100 200重难探究 逐个击破5.建筑工人用如图17-5所示的滑轮组,在4 s内将重为1500 N的物体A沿水平方向匀速移动了2 m,所用的拉力大小为375 N,物体受到水平地面的摩擦力为物重的0.4倍。在此过程中下列说法正确的是()A.绳子自由端沿水平方向移动了6 mB.物体受到的拉力为750 NC.拉力F的功率为750 WD.滑轮组的机械效率为80%教材梳理 夯实基础图17-5重难探究 逐个击破教材梳理 夯实基础重难探究 逐个击破教材梳理 夯实基础6.如图17-6所示是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置图。

8、已知井深10 m,物体重G=4103 N,汽车重G车=3104 N,汽车匀速拉绳子时的拉力F=2103 N,汽车受到的阻力为车重的0.05倍。(1)若汽车运动的速度为1.2 m/s,则将物体由井底拉至井口,需要多长时间?(2)滑轮组的机械效率为多少?(结果保留三位有效数字)(3)汽车的牵引力为多大?(4)将物体从井底拉至井口,汽车牵引力做的功是多少?图17-6重难探究 逐个击破教材梳理 夯实基础6.如图17-6所示是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置图。已知井深10 m,物体重G=4103 N,汽车重G车=3104 N,汽车匀速拉绳子时的拉力F=2103 N,汽车受到的阻力为车重的

9、0.05倍。(1)若汽车运动的速度为1.2 m/s,则将物体由井底拉至井口,需要多长时间?图17-6重难探究 逐个击破教材梳理 夯实基础6.如图17-6所示是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置图。已知井深10 m,物体重G=4103 N,汽车重G车=3104 N,汽车匀速拉绳子时的拉力F=2103 N,汽车受到的阻力为车重的0.05倍。(2)滑轮组的机械效率为多少?(结果保留三位有效数字)图17-6重难探究 逐个击破教材梳理 夯实基础6.如图17-6所示是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置图。已知井深10 m,物体重G=4103 N,汽车重G车=3104 N,汽车匀速拉

10、绳子时的拉力F=2103 N,汽车受到的阻力为车重的0.05倍。(3)汽车的牵引力为多大?图17-6解：(3)汽车受到的阻力f=0.05G车=0.053104 N=1.5103 N,汽车做匀速直线运动,受力平衡,水平方向上,牵引力F牵=F+f=2103 N+1.5103 N=3.5103 N。重难探究 逐个击破教材梳理 夯实基础6.如图17-6所示是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置图。已知井深10 m,物体重G=4103 N,汽车重G车=3104 N,汽车匀速拉绳子时的拉力F=2103 N,汽车受到的阻力为车重的0.05倍。(4)将物体从井底拉至井口,汽车牵引力做的功是多少?图1

11、7-6解：(4)汽车牵引力做的功W=F牵s=3.5103 N30 m=1.05105 J。重难探究 逐个击破7.在斜面上将一个质量为5 kg的物体由底端匀速拉到顶端,如图17-7所示,沿斜面向上的拉力为40 N,斜面长2 m、高1 m。下列说法错误的是(g取10 N/kg)()A.做的有用功是5 JB.做的额外功是30 JC.物体沿斜面匀速上升时,摩擦力等于15 ND.此斜面的机械效率为62.5%探究三斜面的机械效率的计算教材梳理 夯实基础图17-7重难探究 逐个击破教材梳理 夯实基础答案A重难探究 逐个击破教材梳理 夯实基础图17-8B【实验原理】实验突破 素养提升突破测量滑轮组的机械效率【

12、设计和进行实验】1.实验器材:滑轮组、铁架台、细绳、弹簧测力计、刻度尺、钩码。2.滑轮组绕线:由n=s/h确定承担对动滑轮及物体拉力的绳子段数,用奇动偶定法确定绕线方式。3.实验中注意绳子的自由端若最终与动滑轮相绕,则需要匀速、竖直向上拉动物体。实验突破 素养提升【数据处理和分析】4.设计实验数据记录表格(如下表所示),分析表格数据,可计算出有用功、额外功、总功,及滑轮组机械效率= 。实验次数钩码所受的重力G/N提升高度h/m有用功W有/J拉力F/N绳端移动的距离s/m总功W总/J机械效率123实验突破 素养提升5.实验结论:同一滑轮组,提升物体越重,机械效率越高;不同滑轮组提升同一重物,动滑

13、轮越轻(个数少或质量小),机械效率越高。滑轮组的机械效率与提升物体的高度和速度,绳子的段数,省、费力情况均无关。实验突破 素养提升【交流、反思与评估】6.影响滑轮组机械效率的因素:提升物体的重力;动滑轮的重力;绳重、摩擦。7.提高滑轮组机械效率的方法:增加提升物体的重力;减小动滑轮的重力;减小绳重和摩擦等。(1)该组同学准备了下列器材:钩码、天平、滑轮组、细绳、弹簧测力计和刻度尺,其中多余的器材是。 实验突破 素养提升天平图17-9例 在“测量滑轮组的机械效率”的实验中,某组同学用相同的滑轮安装了如图17-9甲、乙所示的滑轮组,实验测得的数据如下表所示,回答下列问题:实验次数动滑轮的重力G动/

14、N物体的重力G物/N物体升高的高度h/m弹簧测力计示数F/N绳端移动的距离s/m机械效率10.510.10.60.355.6%20.520.11.00.366.7%30.540.11.80.3实验突破 素养提升实验次数动滑轮的重力G动/N物体的重力G物/N物体升高的高度h/m弹簧测力计示数F/N绳端移动的距离s/m机械效率10.510.10.60.355.6%20.520.11.00.366.7%30.540.11.80.3图17-9(2)上表中实验数据是用图所示的滑轮组测得的。实验中应沿竖直方向 拉动弹簧测力计,使物体缓缓上升。小组同学提出实验过程中边拉动边读数,弹簧测力计的示数不稳定,应该

15、静止读数,你认为他的想法(选填“正确”或“不正确”),因为他没考虑到对滑轮组机械效率的影响。第3次实验中应补充的数据是。根据第1次实验中的数据,若不计绳重和摩擦,要使滑轮组达到省力的效果,则提升物体的重力不得小于N。 甲缓慢(或匀速)不正确摩擦力74.1%0.25实验突破 素养提升实验次数动滑轮的重力G动/N物体的重力G物/N物体升高的高度h/m弹簧测力计示数F/N绳端移动的距离s/m机械效率10.510.10.60.355.6%20.520.11.00.366.7%30.540.11.80.3图17-9(3)分析表中的数据可知:随着物重的增加,额外功(选填“变大”“变小”或“不变”),原因是

16、 。变大物重增加,绳和滑轮间的压力变大,摩擦力就变大(4)根据以上实验数据可以得出如下结论:同一滑轮组的机械效率主要与_有关。通过分析表格中的数据,小组同学得到了提升滑轮组机械效率的方法。汽车作为一种“机械”,提升效率对节能减排有重要意义。请你指出以下三种提高效率的方法中,方法的原理与本实验结论是相同的。 方法一:鼓励人们“拼车”出行,使汽车尽量装满人员;方法二:汽车制造厂用新材料减轻汽车重量;方法三:经常给汽车做保养,保持良好润滑。实验突破 素养提升物重一实验突破 素养提升实验次数动滑轮的重力G动/N物体的重力G物/N物体升高的高度h/m弹簧测力计示数F/N绳端移动的距离s/m机械效率10.

17、510.10.60.355.6%20.520.11.00.366.7%30.540.11.80.3图17-9(5)小明发现绳端移动的距离始终与钩码提升高度成倍数关系,于是他认为:钩码数量一定时,无论将钩码提升多高,都不影响该滑轮组的机械效率。小芳则认为:钩码提升的高度不同,有用功就不同,机械效率就变化了,你认为的看法是正确的。小明实验突破 素养提升实验次数动滑轮的重力G动/N物体的重力G物/N物体升高的高度h/m弹簧测力计示数F/N绳端移动的距离s/m机械效率10.510.10.60.355.6%20.520.11.00.366.7%30.540.11.80.3图17-9(6)若将此滑轮组换一种绕绳方法,不计摩擦及绳重,提升相同的物体时,滑轮组的机械效率 ; 若在图甲装置的基础上,增加一个动滑轮,改为如图丙所示的装置,提升同一物体,则滑轮组的机械效率。(均选填“变大”“变小”或“不变”) 不变变小