2023-2024学年八年级下册物理人教版专题17 机械效率讲义（含答案）

专题17 机械效率 ◆ 知 识 清 单 ◆ 1．有用功、额外功、和总功 2．对机械效率的理解 3．滑轮组的计算 4．减小或增大机械效率的方法 5．测量滑轮组的机械效率，测量斜面的机械效率 1．有用功：对人们有用的功，等于直接用手对重物所做的功（Gh）。 公式：W有用＝Gh（提升重物）=W总－W额=ηW总。 2．额外功：并非我们需要但又不得不做的功。 公式：W额=W总－W有用=G动h（忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组）。 3．总功：有用功加额外功或动力所做的功。 公式：W总=W有用＋W额=Fs=W有用／η。 4．机械效率：有用功和总功之比，公式η=W有/W总。机械效率无单位，并且总小于1。 5．机械的有用功、总功、机械效率计算 有用功总功额外功机械效率杠杆W有用=GhW总=FsW额=W总－W有用滑轮组W有用=GhW总=Fs W总=Gh+G动h（不计绳重和摩擦）W额=W总－W有用 W额=G动h（不计绳重和摩擦） 斜面W有用=GhW总=Fl W总=Gh+fl （f为摩擦力）W额=W总－W有用 W额=fl （f为摩擦力） 6．减小或增大机械效率的方法 根据机械效率的公式η==可知： 法一：在有用功一定时，尽量减小额外功W额。采取减小机械自重、减小机件间的摩擦。 法二：当额外功W额一定时，提高有用功W有。在机械承受范围内尽可能增加每次提起的重物的重力，充分发挥机械的作用。 1．由于额外功不可避免，有用功只是总功的一部分，因而机械效率总小于1。 2．机械效率由有用功和总功两个因素共同决定，不能理解成：“有用功多，机械效率高”或“总功大，机械效率低”。 3．当总功一定时，机械做的有用功越多（或额外功越少），机械效率就越高； 4．当有用功一定时，机械所做的总功越少（或额外功越少），机械效率就越高； 5．当额外功一定时，机械所做的总功越多（或有用功越多），有用功在总功中所占的比例就越大，机械效率就越高。 题型1　有用功、额外功、和总功　 （2023秋 天宁区校级月考）小亮不慎将质量为1kg的水桶掉到了井里，在将水桶捞出的同时，带上了2kg的水，若水桶升高的距离为2.5m，（g取10N/kg，不考虑绳重。）则下列说法正确的是（　　） A．有用功是80J，机械效率是66.7% B．有用功是50J，额外功是25J C．额外功是25J，总功是75J D．有用功是25J，机械效率33.3% 【答案】D 【分析】使用机械时，人们为了完成某项任务必须做的功叫有用功；对完成任务没有用但又不得不做的功叫额外功；有用功与额外功之和是总功；有用功与总功之比是机械效率。 【解答】解：由题意知，要将水桶捞出，所以克服水桶重力做的功是有用功；水桶中带了部分水，克服这些水的重力做的功是额外功；克服水桶重力和水的重力做功之和是总功。所以： 有用功为W有＝Gh＝mgh＝1kg×10N/kg×2.5m＝25J； 额外功为W额＝G水h＝m水gh＝2kg×10N/kg×2.5m＝50J； 总功为W总＝W有+W额＝25J+50J＝75J； 机械效率为η100%100%≈33.3%。 故选：D。 【点评】此题考查了有用功、额外功、总功和机械效率的意义及计算，正确理解概念是解答的基础。 【跟踪练1】（2022 益阳）建筑工地上起重机把重为1×104N的建筑材料匀速提升了9m，起重机做的有用功为　 　J，若起重机的机械效率为45%，做的总功为　 　J。 【答案】9×104；2×105。 【分析】（1）利用W有用＝Gh得出有用功； （2）根据W总得出总功。 【解答】解：（1）有用功：W有用＝Gh＝1×104N×9m＝9×104J； （2）由η得总功：W总2×105J。 【点评】此题主要考查的是对有用功、效率公式的理解和掌握，难度不大。 【跟踪练2】（2022 宜宾）小洪在一次劳动中，欲将重为600N的货物搬到距地面2m高的平台上。他用长为4m的木板搭成斜面如图，并用沿着斜面向上大小为400N的力将货物匀速从底端推到顶端，小洪在该过程中做的有用功为　 　 J，斜面起到了　 　（选填“省力”或“ ... ...