第三节 机械效率 教材任务驱动 任务一 了解总功、额外功、有用功 1.总功: 对机械所做的功,用W总来表示。 2.额外功:克服机械本身的自重及摩擦力等做的功,用 来表示。 3.有用功:从总功中减去 ,对我们有用的功,用W有来表示。 4.三者关系:W总= (用物理量符号来表示)。 任务二 认识机械效率 1.定义:有用功和 之比。 2.公式: 。 3.物理意义:反映机械性能优劣的重要标志之一。 4.提高机械效率的途径:尽量减小 。如改进机械结构、定期保养机械等。 【释疑点】 1.机械效率小于100%的原因:使用任何机械时,都不可避免地要做额外功,有用功总小于总功。 2.机械效率与机械:机械效率越高,说明有用功占总功的比例越大,表明机械做功转化效率越高,机械越优,反之机械越劣。 3.滑轮组的机械效率 (1)影响因素:与G物、G动、G绳、 f等因素有关; (2)提高机械效率的途径:额外功一定时,增加有用功,如:增加G物;有用功一定时,减少额外功,如:减少G动、G绳、 f。 典题疑难突破 考点一 有用功、额外功、总功的辨别 【典题1】小明在超市从货架上拿起一个水杯并购买。到家他用这个水杯喝水,在水杯里倒满水后,他从桌面上拿起水杯。则他两次拿起水杯的过程中( ) A.对水杯所做的功都是有用功 B.对水杯所做的功都是额外功 C.购买水杯时,对水杯所做的功是有用功 D.喝水时,对水杯所做的功是有用功 【技法点拨】 项目 特点 有用功 机械对物体做的功,达到目的消耗的功 额外功 不得不做,无用的功 总功 拉力或动力对机械做的功 【变式1】著名作家冯骥才在《挑山工》中描述了挑山工用扁担将货物运送上山的情景,如图所示。在这个过程中,挑山工做的有用功是对 做的功,挑山工做的总功是对 做的功。 考点二 机械效率的有关计算 【典题2】(2024·九江模拟)如图,塔式起重机上的滑轮组匀速吊起重物时,所用的拉力为1×103 N,重物升高3 m,此过程中滑轮组的机械效率为80%,g取10 N/kg。求: (1)拉力做的总功; (2)拉力做的有用功; (3)若动滑轮重200 N,则克服摩擦和钢绳重所做的功。 【技法点拨】 (1)用滑轮组竖直匀速提升物体: ①竖直提升物体(如图) η=×100%=×100% (n:承担重物的绳子股数) ②若不计绳重和摩擦: η=×100%=×100% (2)用滑轮组水平匀速拉动物体: η=×100%=×100%=×100% (s:物体移动距离,s':绳端移动距离) (3)沿斜面匀速拉动物体: η=×100%=×100% 或η=×100%=×100% 【变式2】(2024·眉山中考)如图是小龙“测量斜面机械效率”的实验装置,斜面粗糙程度相同。他用平行于斜面向上的恒定拉力F,将重6 N的物体以1 m/s的速度匀速拉到斜面顶端,测得斜面的机械效率为75%。则下列说法正确的是( ) A.拉力做功为3 J B.物体受到摩擦力为1.5 N C.在匀速拉动过程中,物体的机械能不变 D.若以2 m/s的速度匀速拉动物体,斜面机械效率仍为75% 【变式3】(2024·临沂期末)图1中力F1水平拉动重为G=1 000 N的物体A,在水平路面匀速移动了5 m用时10 s,拉力做功的功率是100 W。改用滑轮组拉动A在同一水平路面匀速移动了5 m,拉力为F2=120 N(如图2所示)。求: (1)F1拉动物体移动的速度; (2)F1做功多少; (3)力F1的大小; (4)滑轮组的机械效率。 【规避雷区】 易错点 不能正确理解功、功率、机械效率的区别与联系 【易错题】对物理概念的理解是学好物理的关键。关于功、功率和机械效率,下列说法正确的是( ) A.做有用功多的机械,机械效率一定高 B.做功多的机械,功率一定大 C.功率大的机械,做功一定快 D.做功快的机械,机械效率一定高 【纠错】 1.功有多少之分,有的功少,有的功多; 2.功率描述做功的快慢,相同时间内做功越多功率越大; 3.机械效率描述“机械性能的好与差”,即:效率高的机械,有用功占总功的比例较大,功的转化效率较高。第三节 机械效率 教材任务驱动 任务一 了解总功、额外 ... ...
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