（苏科版）九年级物理上册同步课堂11.5机械效率学案（知识梳理+难点突破+例题精讲+基础过关+综合提优+答案解析））

中小学教育资源及组卷应用平台 第11章　简单机械和功 11.5　机械效率 【学习目标】 1.理解有用功、额外功、总功的意义； 2.掌握机械效率的相关计算； 3.知道影响滑轮组机械效率的因素。 【知识梳理】 一、认识有用功 额外功 总功 （1）有用功：利用机械做功时，对人们有用的功叫做有用功，记做W有用。 （2）额外功：利用机械做功时，并非我们所需要的，但是又不得不做的功，叫额外功，记做W额外。 （3）总功：动力所做的功，也等于有用功与额外功之和，即：W总=W有用+W额外。 （4）功的原理：使用机械时，人们所做的功，都不会少于直接用手所做的功，也就是使用任何机械都不省功。 【注意】 有用功：关键抓住利用机械的目的是什么，注意是水平方向的还是竖直方向。 额外功产生的原因通常有两个方面， 一、提升重物时，克服机械自重、容器自重所做的功； 二、克服机械的摩擦所做的功。 在理想情况下，使用机械所做的功等于不使用机械所作的功。 二、机械效率 （1）定义：有用功与总功的比值叫机械效率，用η表示。 机械效率=×100%→η=×100% （2）特点：由于额外功的存在，使用任何机械的机械效率都小于1；η是个百分数，没有单位。 （3）物理意义：表示机械性能的好坏。 （4）影响因素：只取决于有用功和总功的比值。 【注意】 ①机械效率只表示有用功在总功里所占比例的大小，而不表示是否省力；二者之间没有必然的联系； ②同一种机械完成不同的任务时，机械效率可能不同。 三、测量滑轮组的机械效率 （1）实验原理：η=×100% （2）实验需要直接测量的物理量：钩码的重力G、钩码上升的高度、拉力F、绳自由端移动的距离S （3）实验工具：弹簧测力计和刻度尺。 （4）结论：影响滑轮组机械效率的因素：物体的重力、动滑轮的自重、绳子与滑轮的摩擦等。 （5）提高机械效率的方法： ①尽量使用轻质动滑轮； ②滑轮转轴处加润滑油，较少轮与轴之间的摩擦； ③适当增大被提升物体的重力， 【注意】 滑轮组机械效率与承担货物的绳子段数、物体升高的高度、绳子自由端移动的距离无关。 【教材剖析】[课后习题]教材P23 练习：如图所示是一种塔式起重机上的滑轮组，已知在匀速起吊600开关的物体时，滑轮组的机械效率是80%，g取10N/kg？ （1）使物体上升5m，所做的有用功是多少？ （2）使物体上升5m，所做的总功是多少？ （3）绳端的拉力F是多大？ 解：（1）物体的重力G=mg=600kg×10N/kg=6000N。 有用功：W有=Gh=6000N×5m=30000J。 （2）由η=×100%，得W总===3.75×104J. （3）有图可知，n=3，则绳子移动的距离s=3h=3×5m=10m。 根据W=FS得绳端的拉力：F===2500N。 【难点突破】 1、滑轮组的机械效率的综合计算 （1）明确有用功、额外功、总功的含义； （2）理解机械效率的影响因素； （3）熟练机械效率的公式推导。 【注意】 中考中对滑轮组的机械效率的计算要求中等难度，抓住基本的概念即可。 【例1】如图，重 300N 的物体在 20N 的水平拉力 F 的作用下，以 0.2m/s 的速度沿水平地面向左匀速直线运动了10s， 混轮组的机械效率为 80%。下列说法正确的是（ ） A．绳子自由端移动的距离为2m B．物体与地面间的滑动摩擦力为48N C．拉力F的功率为9.6W D．有用功为120J 【例2】(2020·苏州)科技馆里两位老人正饶有兴致地体验升降座椅装置，小明观察后画出简图（如图）进行研究。若爷爷质量m人＝60kg，奶奶用F＝240N的拉力将爷爷匀速拉升到顶端，该过程中奶奶手握住绳子向下拉动的总长度s＝6m。不计绳重和摩擦，g取10N/kg。求： （1）奶奶所做的功； （2）动滑轮（含座椅）的质量； （3）该升降座椅装置的机械效率（保留一位小数）。 【典型例题】 【热点1】滑轮组竖直方向的机械效率 【例1】(2020·盐城)如图所示，小明利用动滑轮匀速 ... ...