第3讲 如何提高机械效率（含答案）（沪粤版） 2024-2025学年九年级物理全一册同步学与练（沪粤版）

第 3 讲 如何提高机械效率 目标导航 课程标准 课标解读 1.知道有用功、额外功和总功的含义及三 1.（1）有用功：对我们有用的、需要的、有价值的功； 者之间的关系； （2）额外功：对人们没有价值但是必须做的功； 2.理解机械效率的公式、变形公式，并能 （3）总功：动力对机械做的所有功； 运用计算简单的机械效率； （4）总功=有用功+额外功 3.培养学生对任何事情都要注意“效率” W 2. 有用 100% 的科学态度。 W总 知识精讲 知识点 01 有用功、额外功和总功 1.有用功概念：对人们需要的、有价值的功，符号 W 有用 ，单位 J ； 2.额外功概念：对人们无利用价值但不得不做的功，符号 W 额外 ，单位 J ； 3.总功概念：动力对机械做的功，符号 W 总 ，单位 J 。 4.有用功、额外功、总功三者的关系 总功包含有用功和额外功，总功=有用功+额外功，用字母表示：W 总=W 有用+W 额外。 5.有用功和总功的大小 理论中有用功和总功大小可以相等，也就是没有额外功，但是在现实生活中有用功永远都要比总功小，因 为现实生活当中对机械做功就不可避免的存在着阻力或者其他物体所造成的额外功。 【即学即练 1】把同样重 100N 的物体匀速向上提升，甲机械用时 100s 使物体升高 h1，乙机械用时 300s 使 物体升高 h2，两机械做功情况的部分数据如图所示。 （1）甲的机械效率 _____乙的机械效率；（选填“大于”“等于”“小于”） （2）h2＝_____m，乙机械做的总功 W2＝_____J； （3）甲机械做的有用功 _____乙机械做的有用功。（选填“大于”“等于”“小于”） 【答案】 小于 0.9 300 大于 【解析】（1）[1]根据 W W = 有用 = 有用 W总 W +W有用 额外 可知，甲的机械效率为 25%，乙的机械效率为 30%，故甲的机械效率小于乙的机械效率。 （2）[2]根据 W 有用＝Gh 可得 W h＝ 有用2 90J2 = =0.9mG 100N 乙机械使物体升高 0.9m。 [3]乙机械做的总功 W W＝ 有用22 = 90J =300J 乙 30% 乙机械做的总功为 300J。 （3）[4]甲机械做的总功 W W 额外1 = 1500J1＝ =2000J1- 甲 1- 25% 甲机械做的有用功 W 有用 1＝W1﹣W 额外 1＝2000J﹣1500J＝500J＞W 有用 2 故甲机械做的有用功大于乙机械做的有用功。 知识点 02 测量滑轮组机械效率 1．测量滑轮组的机械效率 W 有 Gh 原理 η＝ ＝ W 总 Fs 器材 除钩码、铁架台、滑轮、细线外，还需刻度尺、弹簧测力计 测量物理量 钩码重 G、钩码被提升的高度 h、拉力 F、绳的自由端移动的距离 s 注意事项 必须匀速竖直拉动弹簧测力计使钩码升高，以保证测力计示数大小不变 2．如图所示，在“测滑轮组机械效率”的实验中，物体重为 5.4N。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 2.4N，则滑轮组的机械效率是 75%。 【即学即练 2】同学们在“测量滑轮组的机械效率”时，有两位同学的实验过程同学们有异议，请你帮助分析 和解决。 （1）一位同学的实验操作步骤如下： ①用弹簧测力计测出物重 G； ②组装好实验器材，如图甲所示，拉动弹簧测力计使物体匀速上升； ③用刻度尺分别测出物体上升的高度 h 和绳端移动的距离 s； ④在物体处于静止状态时，读出弹簧测力计的示数 F； ⑤根据公式算出滑轮组的机械效率。 同学们进行交流之后一致认为该同学的实验步骤存在不合理，请你指出该操作步骤_____（只写出该步骤 的序号）；并说明不合理的原因及改进的方法。_____ 物重 物体上升的高度 测力计示数 测力计移动的距离 G/N h/m F /N s/m 2 0.1 0.4 0.3 （2）另一位同学利用图甲所示滑轮组匀速提升重物，弹簧测力计的示数如图乙所示，他记录了如下数据： ①同学们对该同学的实验记录进行分析，发现他的实验结果是不符合物理规律的，其表现在：_____。 ②分析他的实验过程，会发现导致实验结果不符合物理 ... ...