第11章 4　机械效率 同步练习（学生版+答案版） 2024-2025学年物理教科版八年级下册

4　机械效率 有用功和额外功 1．有用功：为了达到目的必须做的、对人们有用的功，用W有用表示．使用机械匀速提升物体时，W有用＝Gh. 2．额外功：使用机械时，并非我们需要但又不得不做的功，用W额外表示． 3．总功：有用功加上额外功是总共做的功，叫作总功，用W总表示．它们之间的关系是W总＝W有用＋W额外． 　使用机械时，有用功是机械对物体做的功，总功是人或动力对机械做的功．把握好各部分做功的施力物体、受力物体，就可以突破难点． 机械效率(用希腊字母η表示，读音“依塔”) 1．定义：物理学中把有用功跟总功的比值叫作机械效率． 2．公式：如果用W总表示总功，W有用表示有用功，η表示机械效率，那么η＝×100%． 　机械效率通常用百分数来表示，它只有大小，没有单位． 3．规律：有用功总是小于总功，所以机械效率总是小于1. 4．提高机械效率的经济意义：可以减少能耗，降低成本． 5．提高机械效率的主要办法：改进结构或减小摩擦，使它更合理、更轻巧；在使用中按照技术规程经常保养、定时润滑，使机械处于良好的运转状态，对于保持和提高机械效率也有重要作用． 实验探究：测量滑轮组的机械效率 1．实验原理：η＝×100%＝_×100%． 2．所测物理量(测量工具)：物重G、拉力F(弹簧测力计)；重物上升的距离h、弹簧测力计移动的距离s(刻度尺)． 3．实验中操作的关键：一定要匀速竖直向上拉动弹簧测力计，不能在静止时读弹簧测力计的示数，应在匀速拉动过程中读数． 4．实验结论 (1)同一滑轮组，提升的物体越重，机械效率越高． (2)不同滑轮组提升相同的物重，动滑轮越重，机械效率越低． (3)滑轮组的机械效率与物体上升的高度、滑轮组的绕线方式无关． 5．影响滑轮组机械效率的因素 (1)所提升物体的重量． (2)动滑轮的重量． (3)绳重及摩擦(一般情况下可不考虑)． 6．提高滑轮组机械效率的方法 (1)增大物重．(2)减小动滑轮重． 有用功、额外功和总功 典例1 既可以省力，又可以改变用力方向的滑轮是滑轮组(填“定滑轮”“动滑轮”或“滑轮组”)；利用一个效率为90%的杠杆做100 J的总功，其中额外功是10J. 使用定滑轮不能省力，但可以改变力的方向；使用动滑轮可以省力，但不可以改变力的方向；用定滑轮和动滑轮组成滑轮组，既可以省力，又可以改变力的方向．由题知，使用杠杆做的总功W总＝100 J，η＝90%，由η＝＝90%可得做的有用功：W有用＝W总×90%，则利用杠杆做的额外功：W额＝W总－W有用． 变式 [2024·河南]如图所示，甲、乙两人用不同的装置，在相同时间内把质量相等的货物匀速提升到同一平台，不计绳重及滑轮的摩擦．下列说法正确的 是( C ) 变式图 A．甲做的有用功多 B．乙做的总功多 C．甲做总功的功率大 D．乙所用装置的机械效率小 机械效率 典例2 如图所示，用滑轮组提升重物时，重400 N的物体在10 s内匀速上升了1 m．已知拉绳子的力F为250 N，则提升重物的过程中( D ) 典例2图 A．做的总功是400 J B．拉力F的功率是25 W C．绳子自由端被拉下1 m D．滑轮组的机械效率是80% 已知拉力大小，由图可知使用滑轮组承担物重的绳子股数n＝2，则s＝2h，求出拉力端移动距离，利用W＝Fs可求总功；知道做功时间，利用P＝求出拉力F的功率；已知物重和物体被提升高度，根据公式W＝Gh可计算出有用功；利用效率公式η＝×100%求滑轮组的机械效率． 变式 [2024·连云港]用如图所示滑轮组将重300 N的物体匀速提升1 m，拉力F大小为120 N，有用功为300J，滑轮组的机械效率为83.3%． 变式图 1．用滑轮组提升重物，滑轮组所做的功为有用功的是( A ) A．提升重物做功 B．克服动滑轮重力做功 C．克服摩擦力做功 D．克服绳重力做功 2．下列关于机械效率的说法中正确的是( D ) A．越省力的机械，机械效率越高 B．做功越慢的机械， ... ...