第十二章 第4节 机械效率 导学案 （学生版+答案版）2024-2025学年物理人教版八年级下册

第4节　机械效率 第1课时　有用功　额外功　机械效率 有用功、额外功和总功 1．有用功：在使用机械时，对人们 功，或者说人们为了完成任务(为达目的)而必须做的功，用W有表示． 2．额外功：指在使用机械时，对人们 功，但为完成任务又不得不做的功，如由于克服机械自重、机械各部件间的摩擦而做的功，用W额表示． 3．总功： 叫作总功，用W总表示． 4．有用功、额外功和总功的关系： ． 有用功和额外功是相对而言的，区分有用功和额外功的依据主要看所做的功是否对人们有用，对人们有用的功就是有用功，对人们无用的就是额外功． 机械效率 1．概念：物理学中，将 叫作机械效率，用字母η表示． 2．公式： ．使用任何机械都不可避免地要做额外功，所以机械效率总是 1. 3．机械效率的高低反映了机械性能的优劣，因此我们要提高机械效率，就要从减小额外功出发，改进 ，使它更合理、更轻巧． 　(1)机械效率由有用功和总功两个因素决定，分析机械效率高低时不能只考虑一个因素．①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．②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．③当额外功一定时，机械所做的总功越多，有用功在总功中所占的比例就越大，机械效率就越高． (2)机械效率是有用功和总功之比，它只表示机械做功时有用功在总功中所占的比例，只有大小，没有单位． 4．斜面的机械效率 影响斜面机械效率高低的主要因素 (1)摩擦力的大小：摩擦力越大，做的额外功越 ，斜面机械效率越 ． (2)斜面的倾斜程度：斜面的倾斜程度越 ，越费力，机械效率越 ． 有用功、总功、额外功的理解 典例1 如图所示，小明用桶把一些沙子运上三楼．在此过程中( ) 典例1图 A．小明克服自身重力所做的功是总功 B．小明克服沙子重力所做的功是有用功 C．小明克服沙子重力所做的功是额外功 D．小明克服桶的重力所做的功是有用功 必须克服沙子重力做的功为有用功；为完成任务提升沙子，又不得不克服桶的重力所做的功为额外功． 变式 玲玲同学用水桶从水井中提水做清洁，她在把水从井底提上来的过程中，下列关于做功的说法中正确的是( ) A．对桶所做的功是有用功 B．对水所做的功是额外功 C．对水所做的功是有用功 D．对水所做的功是总功 机械效率的计算 典例2 [2024·苏州]某起重机的滑轮组结构示意如图所示，其最大载重为5 t．起重机将3 600 kg的钢板匀速提升到10 m高的桥墩上，滑轮组的机械效率为80%.不计钢丝绳的重力和摩擦，g取10 N/kg.求 典例2图 (1)克服钢板重力做的功W有用； (2)钢丝绳的拉力F； (3)滑轮组满载时的机械效率(保留一位小数)． 变式1 [2023·通辽]如图所示，用滑轮组帮助汽车脱困，汽车被水平匀速拉动1.2 m时，作用在绳子自由端的拉力F为1 000 N，绳子自由端移动的速度为0.6 m/s，滑轮组的机械效率为80%，则下列说法正确的是( ) 变式1图 A．汽车移动的速度为0.4 m/s B．拉力F做的功为1 200 J C．汽车受到的摩擦力大小为2 000 N D．拉力F所做的有用功的功率为480 W 变式2 [2023·泰州]如图所示，供轮椅上下的斜坡长L＝4 m，高h＝2 m．小明用120 N 的拉力平行于斜坡向上将重为200 N的木箱从底端匀速拉到顶端．他所做的有用功为 J，斜坡的机械效率为 (精确到0.1%)，木箱所受摩擦力的大小为 N. 变式2图 变式3 如图所示，重300 N的物体在20 N的水平拉力F的作用下，以0.2 m/s的速度沿水平地面向左匀速直线运动了10 s，滑轮组的机械效率为80%，则在此过程中物体与地面间的滑动摩擦力为 N，拉力F的功率为 W. 变式3图 1．[2024·吉林]《天工开物》中记载的“六桨课船”(课船：运税银的船)如图所示，关于“六桨课船”下列说法正确的是( ) 第1题图 A．船桨是一种杠杆 B．“六桨课船”只受浮力作用 ... ...