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第一部分第十一章，第二课时 机械效率（杠杆、滑轮组、斜面）—2021届广东物理（沪粤版）中考复习课件
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这是一份第一部分第十一章，第二课时 机械效率（杠杆、滑轮组、斜面）—2021届广东物理（沪粤版）中考复习课件，共21页。PPT课件主要包含了课程标准，回归教材，考点梳理，考点精练，重难点突破，广东中考，重点实验，实用价值，W有用，无实用价值等内容，欢迎下载使用。
1. 知道机械效率.了解提高机械效率的途径和意义.2. 了解人类使用机械的历程.了解机械的使用对社会发展的作用.
1. 机械功原理：使用机械时，可以省__________，或者省__________，但不能省__________. 2. 基本概念：（1）有用功：使用机械时，我们把对完成任务有__________的功叫做有用功，用符号__________表示.（2）额外功：把_________________但不得不做的功叫做额外功，用符号__________表示.
（3）总功：有用功和额外功之和叫做总功，用符号__________表示. W总=________________________.
3. 定义：__________跟__________的比值叫做机械效率.（1）公式： η=____________________________.（2）单位：机械效率没有单位.（3）注意：由于总存在额外功，所以η总是__________1.
4. 竖直放置的滑轮组的机械效率：（1）有用功：克服重物的重力所做的功是有用功，用W有用=__________进行计算.（2）总功：绳子的拉力所做的功是总功，用W总=__________进行计算.（3）注意：绳子自由端移动的距离s与重物提升的高度h的关系：s=__________，n表示提升动滑轮的绳子的股数.
5. 测滑轮组的机械效率实验：(1)实验原理是_______________________. (2)待测量：______________、___________________、_______________________、_________________________. (3)实验器材：铁架台、滑轮、钩码、细绳、_____________和__________. (4)测拉力时，应_________________拉动弹簧测力计.
(5)实验结论：①用同一个滑轮组提升不等重的物体，物体的重力越大时，机械效率__________. ②用不同的滑轮组提升等重的物体，动滑轮越重的滑轮组的机械效率__________. ③用同一个滑轮组提升同一个物体，提升高度不同时，机械效率__________(填“相同”或“不同”). (6)实验拓展：实验时没有刻度尺，可以用公式 η=__________求机械效率.
1. （YH九上P2活动1改编）李玲同学值日时用水桶提水从一楼上到三楼，她做的有用功是 （ ） A. 对桶所做的功 B. 对水所做的功C. 对水和桶所做的功 D. 对水、桶和人所做的功
2. （YH九上P13自我评价与作业2改编）简单机械的机械效率高是指 （ ）A. 有用功多 B. 额外功少C. 总功多 D. 有用功占总功的比例高3. （YH九上P14自我评价与作业4改编）一台机器的机械效率为80％，当它完成1 000 J的总功时，所做的有用功为 ( )Ａ. 1 000 J B. 800 J C. 400 J D. 200 J
4. （YH九上P12活动2改编）小明测滑轮组机械效率的实验过程如图1－11－12所示. 小明拉动弹簧测力计时，弹簧测力计的示数如图1－11－12丁所示. 根据图中的实验数据，填写下列的实验表格.
【例1】分析下列情况所做的功，在横线上填“有用功”“额外功”或“总功”. （1）用水桶从井中提水的时候，对桶做的功是__________，对水做的功是__________，手拉打捞绳所做的功是__________.
（2）一只水桶掉在了井里，在打捞水桶时里面带了些水，则把桶中的水提高做的功是__________，把桶提高做的功是__________，手拉打捞绳所做的功是__________.
考点点拨：做功具有目的性，依据人的目的来分析做功，对人有价值的功是有用功，没有价值的是额外功.
1. 用如图1-11-13所示的滑轮组把货物拉上货仓，货物重G，用力F拉绳端使货物匀速上升，此过程中拉力F做的功是__________，克服货物重力做的功是__________，克服动滑轮重力和摩擦所做的功是__________. （均填“有用功”“额外功”或“总功”）
2. 小明用重5 N的桶从3 m深的井中提起50 N的水，这过程中，小明做的有用功是__________J，做的额外功是__________J，做的总功是__________J.
［10年5考：2011年(计算)、2012年(计算)、2013年(实验)、2016年(填空)、2018(计算)考查］【例2】甲、乙两个机械，甲机械的效率是70%，乙机械的效率是50%，则 （ ）A. 使用甲机械做功省力B. 使用乙机械做功多C. 使用甲机械做的有用功占总功的比例大D. 以上说法都不对
考点点拨：机械效率是有用功和总功的比值,比较两个机械效率时，只需要比较比值的大小，单独比较功是没有意义的.
3. 甲吊车比乙吊车的机械效率高，当它们分别把相同质量的物体匀速提升相同高度时，则 （ ）A. 甲吊车的电动机做的有用功较多B. 乙吊车的电动机做的额外功较多C. 甲吊车的电动机做的总功较多D. 甲、乙两吊车的电动机做的总功相同
4. 利用某机械做功，动力做的总功是500 J，其中有用功是400 J. 那么，克服机械自重和摩擦做的额外功是__________J，机械效率是__________.
【例】（核心素养·科学探究）小明、小平“探究影响机械效率的因素”.（1）若小明、小平两人用如图1-11-15所示相同的定滑轮和动滑轮，但绕线方法不同，且小平的更省力，请帮助他们绕好线.
（2）他们的实验数据记录如下：
①实验原理___________________________________.②从表中和数据可知，1、2、3次实验数据是采用__________（填“小明”或“小平”）的装置实验得到的，4、5次数据是采用__________（填“小明”或“小平”）的装置实验得到的.③在实验操作中应沿__________方向__________拉动弹簧测力计；若某同学在实验时加速拉动弹簧测力计，则所测得的滑轮组机械效率与正确操作实验相比将__________（填“偏大”“不变”或“偏小”）.
④若忽略绳重和所有摩擦，从1、2次实验数据可知实验所用滑轮组的动滑轮重力为__________N.⑤实验数据中有一组是错误的，错误的是第________次实验数据.⑥比较第1、3次实验数据可以从实验数据分析得出：使用同一滑轮组，_____________________可以提高滑轮组的机械效率.⑦比较第__________次实验和第__________次实验分析得出：使用同一滑轮组，_______________________对机械效率无影响.
⑧滑轮组的机械效率可能还与其他因素有关，请你作出恰当的猜想：滑轮组的机械效率与_______________________________有关(写出一种影响因素即可).（3）利用小明和小平的实验装置，你认为如何来探究绕线方法对机械效率的影响？_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
绳重（或动滑轮重力等）
（4）小明、小平发现无论怎样改进装置，机械效率都低于1，原因是___________________________________（写出一条即可）.（5）通过实验，你认为提高机械效率可以采用哪些方法？（至少写出两种）__________________________________________________________________________________________
必须克服动滑轮重力做额外功
增加重物重力、减小动滑轮重力和绳重.
（6）除了利用滑轮组测量机械效率，还学过利用其他机械测量机械效率，如利用斜面和杠杆测量机械效率，如图1-11-16甲、乙所示.影响斜面机械效率的因素主要有___________________________________________，影响杠杆机械效率的因素主要有_____________________________________.
杠杆自身重力、重物重力等
【例1】关于功率和机械效率，下列说法正确的是( )A. 机械效率越高的机械做功越快B. 机械效率越高功率越大C. 功率越大的机械做功越多D. 功率越大的机械做功越快
考点点拨：机械功反映做功的多少；功率的大小可以衡量一台机器做功的快慢；而机械效率反映了总功被有效利用的程度， 值的高低可衡量一台机器做功性能的优劣.因此，机械功、功率与机械效率是三个完全不同的物理概念，他们之间没有必然的联系.
1. 下列说法正确的是 （ ）A. 效率高的机械，功率一定大B. 做功用时间短的机械，功率一定大C. 所有机械的机械效率都小于l D. 功率大的机械，做功一定多
【例2】小明用图1-11-17所示滑轮组拉着物体匀速前进了0.2 m，则绳子自由端移动的距离为__________m. 如果对绳的拉力F=4 N，物体与地面的摩擦力为9 N，则拉力对物体做的有用功为__________J，拉力所做的总功为__________J，该滑轮组的机械效率为__________%.
考点点拨：计算滑轮组的机械效率时，要注意有用功的分辨. 滑轮组竖直放置时，有用功是克服物体自身的重力做功；滑轮组水平放置时，有用功是克服物体受到的摩擦力做功.
2. （2020青岛）某建筑工地上，一台起重机10 s内将重1.5×104 N的物体匀速提升3 m,起重机吊臂上的滑轮组如图1-11-18所示，滑轮组的机械效率为75%. 下列分析错误的是 （ ）A. 拉力F的大小为7.5×103 NB. 有用功的大小为4.5×104 JC. 额外功的大小为1.5×104 JD. 拉力F的功率为6.0×103 W
3. （核心素养·科学思维）（2020黔西南州）如图1-11-19所示，工人们用同一滑轮组，根据需要用两种方式来提起等重的建筑材料，若不计摩擦和绳重，则F1__________F2，机械效率ηA__________ηB. （均填“>”“=”或“<”）
4. 图1-11-20工人师傅用如图1-11-20所示的滑轮组，用300 N的拉力在10 s内把900 N的货物匀速提高2 m. 求：（1）工人师傅拉力所做的功.（2）工人师傅所做有用功的功率.（3）滑轮组的机械效率.
解：（1）由图可知n=4,则拉力F移动的距离s=nh=4×2 m=8 m,拉力所做的功W总=Fs=300 N×8 m=2 400 J.
5. （核心素养·科学思维）（2020潍坊）如图1-11-21所示，小汽车通过滑轮组从竖直矿井中提升矿石，矿石以1 m/s的速度匀速上升8 m，已知矿石重2 700 N，动滑轮重300 N，不计绳的重力及滑轮摩擦，求该过程中：(1)汽车拉力的大小. (2)汽车拉力的功率. (3)滑轮组的机械效率.
1. (2020年)如图1-11-22所示，人向下拉绳提升重物，已知物体重400 N，动滑轮重60 N，不计绳重及摩擦，将重物匀速提升0.5 m，人需用的拉力为__________N，绳子自由端移动的距离为__________m，人所做的有用功为__________J.
２. （2016年）质量为0.5 kg的塑料桶装满水后总质量为10 kg，小明将其从地面匀速搬到高度为1 m的桌面上，在竖直向上搬水的过程中所做的总功是__________J，有用功是__________J，机械效率是__________.（g取10 N/kg）3. （2013年）如图1-11-23所示，用滑轮组将物块从位置A匀速拉到位置B；物块移动的距离为__________cm；若此时绳自由端所用拉力为10 N，物块受到的摩擦力为18 N，滑轮组的机械效率为__________.
4. （2018年）如图1-11-24是建筑工地上的起重机示意图，起重机的电动机功率为3×103 W，当它把质量为1 t的重物匀速提起24 m时，用时100 s. 求：（g取10 N/kg）（1）在这段时间内起重机提起重物做功的功率是多少？机械效率是多少？（2）若起重机AB长为20 m，吊起重物时B端的配重质量为4 t，为使起重机不翻倒，则OB长为多少？（不计摩擦和起重机自重）
答案：（1）2 400 W 80%
1. 知道机械效率.了解提高机械效率的途径和意义.2. 了解人类使用机械的历程.了解机械的使用对社会发展的作用.
1. 机械功原理：使用机械时，可以省__________，或者省__________，但不能省__________. 2. 基本概念：（1）有用功：使用机械时，我们把对完成任务有__________的功叫做有用功，用符号__________表示.（2）额外功：把_________________但不得不做的功叫做额外功，用符号__________表示.
（3）总功：有用功和额外功之和叫做总功，用符号__________表示. W总=________________________.
3. 定义：__________跟__________的比值叫做机械效率.（1）公式： η=____________________________.（2）单位：机械效率没有单位.（3）注意：由于总存在额外功，所以η总是__________1.
4. 竖直放置的滑轮组的机械效率：（1）有用功：克服重物的重力所做的功是有用功，用W有用=__________进行计算.（2）总功：绳子的拉力所做的功是总功，用W总=__________进行计算.（3）注意：绳子自由端移动的距离s与重物提升的高度h的关系：s=__________，n表示提升动滑轮的绳子的股数.
5. 测滑轮组的机械效率实验：(1)实验原理是_______________________. (2)待测量：______________、___________________、_______________________、_________________________. (3)实验器材：铁架台、滑轮、钩码、细绳、_____________和__________. (4)测拉力时，应_________________拉动弹簧测力计.
(5)实验结论：①用同一个滑轮组提升不等重的物体，物体的重力越大时，机械效率__________. ②用不同的滑轮组提升等重的物体，动滑轮越重的滑轮组的机械效率__________. ③用同一个滑轮组提升同一个物体，提升高度不同时，机械效率__________(填“相同”或“不同”). (6)实验拓展：实验时没有刻度尺，可以用公式 η=__________求机械效率.
1. （YH九上P2活动1改编）李玲同学值日时用水桶提水从一楼上到三楼，她做的有用功是 （ ） A. 对桶所做的功 B. 对水所做的功C. 对水和桶所做的功 D. 对水、桶和人所做的功
2. （YH九上P13自我评价与作业2改编）简单机械的机械效率高是指 （ ）A. 有用功多 B. 额外功少C. 总功多 D. 有用功占总功的比例高3. （YH九上P14自我评价与作业4改编）一台机器的机械效率为80％，当它完成1 000 J的总功时，所做的有用功为 ( )Ａ. 1 000 J B. 800 J C. 400 J D. 200 J
4. （YH九上P12活动2改编）小明测滑轮组机械效率的实验过程如图1－11－12所示. 小明拉动弹簧测力计时，弹簧测力计的示数如图1－11－12丁所示. 根据图中的实验数据，填写下列的实验表格.
【例1】分析下列情况所做的功，在横线上填“有用功”“额外功”或“总功”. （1）用水桶从井中提水的时候，对桶做的功是__________，对水做的功是__________，手拉打捞绳所做的功是__________.
（2）一只水桶掉在了井里，在打捞水桶时里面带了些水，则把桶中的水提高做的功是__________，把桶提高做的功是__________，手拉打捞绳所做的功是__________.
考点点拨：做功具有目的性，依据人的目的来分析做功，对人有价值的功是有用功，没有价值的是额外功.
1. 用如图1-11-13所示的滑轮组把货物拉上货仓，货物重G，用力F拉绳端使货物匀速上升，此过程中拉力F做的功是__________，克服货物重力做的功是__________，克服动滑轮重力和摩擦所做的功是__________. （均填“有用功”“额外功”或“总功”）
2. 小明用重5 N的桶从3 m深的井中提起50 N的水，这过程中，小明做的有用功是__________J，做的额外功是__________J，做的总功是__________J.
［10年5考：2011年(计算)、2012年(计算)、2013年(实验)、2016年(填空)、2018(计算)考查］【例2】甲、乙两个机械，甲机械的效率是70%，乙机械的效率是50%，则 （ ）A. 使用甲机械做功省力B. 使用乙机械做功多C. 使用甲机械做的有用功占总功的比例大D. 以上说法都不对
考点点拨：机械效率是有用功和总功的比值,比较两个机械效率时，只需要比较比值的大小，单独比较功是没有意义的.
3. 甲吊车比乙吊车的机械效率高，当它们分别把相同质量的物体匀速提升相同高度时，则 （ ）A. 甲吊车的电动机做的有用功较多B. 乙吊车的电动机做的额外功较多C. 甲吊车的电动机做的总功较多D. 甲、乙两吊车的电动机做的总功相同
4. 利用某机械做功，动力做的总功是500 J，其中有用功是400 J. 那么，克服机械自重和摩擦做的额外功是__________J，机械效率是__________.
【例】（核心素养·科学探究）小明、小平“探究影响机械效率的因素”.（1）若小明、小平两人用如图1-11-15所示相同的定滑轮和动滑轮，但绕线方法不同，且小平的更省力，请帮助他们绕好线.
（2）他们的实验数据记录如下：
①实验原理___________________________________.②从表中和数据可知，1、2、3次实验数据是采用__________（填“小明”或“小平”）的装置实验得到的，4、5次数据是采用__________（填“小明”或“小平”）的装置实验得到的.③在实验操作中应沿__________方向__________拉动弹簧测力计；若某同学在实验时加速拉动弹簧测力计，则所测得的滑轮组机械效率与正确操作实验相比将__________（填“偏大”“不变”或“偏小”）.
④若忽略绳重和所有摩擦，从1、2次实验数据可知实验所用滑轮组的动滑轮重力为__________N.⑤实验数据中有一组是错误的，错误的是第________次实验数据.⑥比较第1、3次实验数据可以从实验数据分析得出：使用同一滑轮组，_____________________可以提高滑轮组的机械效率.⑦比较第__________次实验和第__________次实验分析得出：使用同一滑轮组，_______________________对机械效率无影响.
⑧滑轮组的机械效率可能还与其他因素有关，请你作出恰当的猜想：滑轮组的机械效率与_______________________________有关(写出一种影响因素即可).（3）利用小明和小平的实验装置，你认为如何来探究绕线方法对机械效率的影响？_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
绳重（或动滑轮重力等）
（4）小明、小平发现无论怎样改进装置，机械效率都低于1，原因是___________________________________（写出一条即可）.（5）通过实验，你认为提高机械效率可以采用哪些方法？（至少写出两种）__________________________________________________________________________________________
必须克服动滑轮重力做额外功
增加重物重力、减小动滑轮重力和绳重.
（6）除了利用滑轮组测量机械效率，还学过利用其他机械测量机械效率，如利用斜面和杠杆测量机械效率，如图1-11-16甲、乙所示.影响斜面机械效率的因素主要有___________________________________________，影响杠杆机械效率的因素主要有_____________________________________.
杠杆自身重力、重物重力等
【例1】关于功率和机械效率，下列说法正确的是( )A. 机械效率越高的机械做功越快B. 机械效率越高功率越大C. 功率越大的机械做功越多D. 功率越大的机械做功越快
考点点拨：机械功反映做功的多少；功率的大小可以衡量一台机器做功的快慢；而机械效率反映了总功被有效利用的程度， 值的高低可衡量一台机器做功性能的优劣.因此，机械功、功率与机械效率是三个完全不同的物理概念，他们之间没有必然的联系.
1. 下列说法正确的是 （ ）A. 效率高的机械，功率一定大B. 做功用时间短的机械，功率一定大C. 所有机械的机械效率都小于l D. 功率大的机械，做功一定多
【例2】小明用图1-11-17所示滑轮组拉着物体匀速前进了0.2 m，则绳子自由端移动的距离为__________m. 如果对绳的拉力F=4 N，物体与地面的摩擦力为9 N，则拉力对物体做的有用功为__________J，拉力所做的总功为__________J，该滑轮组的机械效率为__________%.
考点点拨：计算滑轮组的机械效率时，要注意有用功的分辨. 滑轮组竖直放置时，有用功是克服物体自身的重力做功；滑轮组水平放置时，有用功是克服物体受到的摩擦力做功.
2. （2020青岛）某建筑工地上，一台起重机10 s内将重1.5×104 N的物体匀速提升3 m,起重机吊臂上的滑轮组如图1-11-18所示，滑轮组的机械效率为75%. 下列分析错误的是 （ ）A. 拉力F的大小为7.5×103 NB. 有用功的大小为4.5×104 JC. 额外功的大小为1.5×104 JD. 拉力F的功率为6.0×103 W
3. （核心素养·科学思维）（2020黔西南州）如图1-11-19所示，工人们用同一滑轮组，根据需要用两种方式来提起等重的建筑材料，若不计摩擦和绳重，则F1__________F2，机械效率ηA__________ηB. （均填“>”“=”或“<”）
4. 图1-11-20工人师傅用如图1-11-20所示的滑轮组，用300 N的拉力在10 s内把900 N的货物匀速提高2 m. 求：（1）工人师傅拉力所做的功.（2）工人师傅所做有用功的功率.（3）滑轮组的机械效率.
解：（1）由图可知n=4,则拉力F移动的距离s=nh=4×2 m=8 m,拉力所做的功W总=Fs=300 N×8 m=2 400 J.
5. （核心素养·科学思维）（2020潍坊）如图1-11-21所示，小汽车通过滑轮组从竖直矿井中提升矿石，矿石以1 m/s的速度匀速上升8 m，已知矿石重2 700 N，动滑轮重300 N，不计绳的重力及滑轮摩擦，求该过程中：(1)汽车拉力的大小. (2)汽车拉力的功率. (3)滑轮组的机械效率.
1. (2020年)如图1-11-22所示，人向下拉绳提升重物，已知物体重400 N，动滑轮重60 N，不计绳重及摩擦，将重物匀速提升0.5 m，人需用的拉力为__________N，绳子自由端移动的距离为__________m，人所做的有用功为__________J.
２. （2016年）质量为0.5 kg的塑料桶装满水后总质量为10 kg，小明将其从地面匀速搬到高度为1 m的桌面上，在竖直向上搬水的过程中所做的总功是__________J，有用功是__________J，机械效率是__________.（g取10 N/kg）3. （2013年）如图1-11-23所示，用滑轮组将物块从位置A匀速拉到位置B；物块移动的距离为__________cm；若此时绳自由端所用拉力为10 N，物块受到的摩擦力为18 N，滑轮组的机械效率为__________.
4. （2018年）如图1-11-24是建筑工地上的起重机示意图，起重机的电动机功率为3×103 W，当它把质量为1 t的重物匀速提起24 m时，用时100 s. 求：（g取10 N/kg）（1）在这段时间内起重机提起重物做功的功率是多少？机械效率是多少？（2）若起重机AB长为20 m，吊起重物时B端的配重质量为4 t，为使起重机不翻倒，则OB长为多少？（不计摩擦和起重机自重）
答案：（1）2 400 W 80%
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