安徽版2021版中考物理第八讲第三节机械效率课件

这是一份安徽版2021版中考物理第八讲第三节机械效率课件，共37页。PPT课件主要包含了第三节机械效率，目录安徽·中考帮，拓展帮，考点帮，有用功和额外功，必须要做，不得不做，W有+W额，机械效率，有用功等内容，欢迎下载使用。

考点 1　有用功和额外功考点 2　机械效率
命题角度 　机械效率的计算
从教材到中考　斜面的分析
实验 　测量滑轮组的机械效率
1.有用功:无论是否使用机械, 　　　　的功,用W有表示. 2.额外功:使用机械时,并非我们需要又　　 　　的功,用W额表示. 3.总功:有用功与额外功之　　　 　,用W总表示;W总= . 
1.定义:物理学中,把　　　　跟　　　　的比值叫作机械效率,用符号_______表示. 2.计算公式:η=　　　　×100%. 推导式:(η与 的关系)η=　 ×100%;(η与 的关系)η=_____×100%. 3.对机械效率的理解(1)机械效率是有用功在总功中所占的比例,反映了机械做功性能的好坏.(2)使用任何机械都不可避免地要做额外功,故有用功总是　　　　总功,机械效率总是　　　　1. (3)机械效率无单位,常用百分比的形式表示.
4.机械功原理:使用任何机械都　　　　　　　　. 5.机械效率的影响因素:机械自重、摩擦、被提升物体的重力等.6.提高机械效率的主要方法(1)有用功一定时,减小额外功:如　　　　随物体上升的机械(杠杆、动滑轮等)的自重、　　　　机械各部件间的摩擦等. (2)额外功一定时,增大有用功:如对于杠杆和滑轮(组),可以适当增大________.(3)改进机械结构、按使用要求保养机械等.
1.机械效率与机械的负载(有用功)和机械自身对机械能的损耗(额外功)有关,与机械的功率、省力情况等没有必然的关系.2.机械效率体现的是机械做功能力的优劣.从机械的角度来看,有用功是机械对做功对象做的功,即机械的输出功;总功是动力对机械做的功,即输入机械的功;因此机械效率就是输出功与输入功的比值,即η= .机械效率越高,说明使用机械做一定的功时损失的机械能越少.
3.常见机械的机械效率的计算(1)用机械提升重物
(2)用滑轮(组)水平拉动重物
例1 [2010安徽,5]现在地震时有发生,于是人们开始重视加固维修房屋,常常可以看到如图所示的场景.假如该工人通过滑轮把50 kg的水泥缓缓提升4 m到房顶,所用拉力约300 N.该机械的效率约为　　　　.(结果保留至0.1%,g取10 N/kg) 
例2 [2019铜陵义安区模拟]一小车从高1 m、长5 m的斜面顶端滑至斜面底端,重力做的功为5 J,则此小车的重力为　　　　N;若用平行于斜面的拉力把小车沿此斜面从底端匀速拉至顶端,车与斜面的摩擦力为车重的0.15,则此斜面的机械效率约为　　　　%(结果保留至0.1%).  
例3 [2019合肥长丰县二模]如图所示,物体A质量为60 kg,在力F的作用下匀速前进1 m,受到的摩擦力是200 N,若拉力F=120 N,则 (　　)
A.该装置对物体做的有用功是600 JB.拉力做的功是300 JC.该装置做的额外功是40 JD.该装置的机械效率是80%
例4　[2019合肥高新区模拟]小明为了探究“滑轮组的机械效率与哪些因素有关”,进行了如图所示的实验.(1)实验中得到的数据如表所示,则第2次实验的机械效率是　　　　　;通过表中数据可分析出第2次实验是用_______图装置做的实验. 
(2)通过第1、2次实验的数据分析可得出的结论是:滑轮组的机械效率与_______有关. (3)同组的小聪认为,弹簧测力计在运动时示数不稳定,于是他在钩码静止的情况下读出了弹簧测力计的示数,然后计算出滑轮组的机械效率,这样测出的机械效率与钩码匀速运动时测出的机械效率相比　　　　　(选填“偏大”“偏小”或“不变”).
(4)在第1次实验中,如果将钩码提升0.15 m,滑轮组的机械效率将　　　　(选填“变大”“变小”或“不变”). (5)比较　　　两次实验的数据,可以探究滑轮组的机械效率与动滑轮总重的关系,得到的实验结论是　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　. 
提升相同重量的物体,动滑轮总重越大,滑轮组机械效率越低
(6)在第1次实验中,拉动钩码上升0.1 m用时3 s,则绳子自由端的拉力做功的功率为　　　　W. (7)如果小明用测力计测出钩码的重力G和动滑轮的重力G动,利用η= 计算滑轮组的机械效率,则小明的计算值会比实际值　　　　(选填“大”或“小”). 
(8)为了探究“滑轮组的机械效率与绳子的绕法是否有关”,小明同学设计了如图丁所示的一个实验装置,请你根据实验目的将图戊所示的实验装置补画完整.(9)忽略摩擦和绳重,(8)中的探究结论是____________________________________________. 
滑轮组的机械效率大小与绳子的
实验仪器1.刻度尺的作用:测量钩码和弹簧测力计移动的距离.2.弹簧测力计的作用:测量物重和拉力大小.实验操作要点3.弹簧测力计的使用和读数.
4.弹簧测力计的拉动方式:沿竖直方向缓慢匀速拉动,并在拉动过程中读数.“沿竖直方向”“匀速”是滑轮组的使用要求;“匀速”也是弹簧测力计的使用要求,同时弹簧轴线方向还要与绳子在一条直线上,因此也要沿竖直方向;“缓慢”的目的是使测力计示数稳定,便于准确读数;“在拉动过程中读数”是因为装置静止时各处的摩擦力和拉动时是不相等的,静止读数通常会造成测力计读数偏小.5.滑轮组的绕线:常借助n= 或n> 来判断.
6.实验中分别记下钩码和弹簧测力计初末位置的目的:测量钩码和弹簧测力计移动的距离.7.控制变量法的应用(1)用同一滑轮组吊起数量不同的相同钩码,探究滑轮组的机械效率与物体重量的关系;(2)使用动滑轮数量(或重量)不同的滑轮组吊起重量相同的钩码,探究滑轮组的机械效率与动滑轮总重的关系.
实验分析8.数据表格构成:包括钩码重、提升高度、有用功、拉力、绳端移动距离、总功、机械效率等;需要多次测量(改变条件多次测量,以得出普遍规律).9.有用功:克服物体重力所做的功,W有=Gh.10.总功:绳子自由端拉力所做的功,W总=Fs.11.机械效率的计算:η= ×100%= ×100%.12.绳子自由端移动的距离s和物体上升高度h的关系:s=nh.
13.误差分析:拉力的数据容易出现误差,主要的误差来源有拉力方向不竖直(F偏大、η偏小)、没有匀速拉动(加速拉动F偏大、η偏小;静止拉动F偏小、η偏大)、测力计读数误差等.14.滑轮组机械效率的影响因素:重物的重力、动滑轮的重力、摩擦和绳重.15.提高机械效率的方法(1)使用同一个滑轮组,提升的物体越重,机械效率越高;(2)提升相同重量的物体,动滑轮总重越小,滑轮组机械效率越高.
1.用同样的滑轮组将相同的重物提升不同的高度,机械效率相同.2.用动滑轮数量相同、绕法不同的滑轮组提升相同的重物,在绳重和摩擦可以忽略时,机械效率相同.3.如果没有刻度尺,只用弹簧测力计,利用η= 也可以测量机械效率.
【教材情景】　[人教版八下P88]
【教材提升】　斜面机械效率的分析1.如图12.3-3,斜面长为s,高为h,用与斜面平行的拉力F将重为G的物块从斜面底端沿斜面匀速拉升到斜面顶端,物块受到的摩擦力为f,则下列说法错误的是 (　　)A.斜面的机械效率η=B.斜面的机械效率η=1-C.斜面的机械效率η=D.若f=0(斜面光滑),斜面的机械效率为100%
【中考真题】　[2012安徽,17]如图所示,有一斜面长为L,高为h,现用力F沿斜面把重为G的物体从底端匀速拉到顶端.已知物体受到斜面的摩擦力为f,则下列关于斜面机械效率η的表达式正确的是 (　　)A.η= ×100%B.η= ×100%C.η= ×100%D.η= ×100%
【教材拓展】　用功的观点分析斜面上物块的受力　2.如图12.3-3,斜面长为s,高为h,用与斜面平行的拉力F将重为G的物块从斜面底端沿斜面匀速拉升到斜面顶端,物块受到的摩擦力为f,斜面倾角为θ,下列说法正确的是 (　　)A.拉力做的有用功为fs,总功为Fs,额外功为GhB.若斜面光滑,倾角为θ,则拉力F=Gcs θC.若斜面粗糙,倾角为θ,则拉力F=f+Gsin θD.若斜面粗糙,增大倾角,拉力F一定增大
【中考真题】　[2011安徽,21]斜面是一种常见的简单机械,在生产和生活中利用斜面提升物体可以省力.图示为倾角θ=30°的固定斜面,用平行于斜面的拉力F=4 N,将一物体从斜面底端匀速拉上斜面,已知物体上升的高度h=1 m.
(1)求拉力F做的功;(2)若斜面的高度H一定,倾角θ可以改变,试推导:在不考虑摩擦时,用平行于斜面的拉力F将重为G的物体匀速拉上斜面顶端,θ越小,F越小.
解:(1)物体上升时沿斜面运动的距离s=2h=2 m故拉力做的功W=Fs=4 N×2 m=8 J(2)斜面长度s= ,不考虑摩擦时,W有用=W总,即 GH=F得F=Gsin θ,故G一定时,θ越小,F越小.
【拓展提升】　用力的分解分析斜面上物块的受力3.如图12.3-3,设斜面倾角为θ,用与斜面平行的拉力F将重为G的物块从斜面底端沿斜面匀速拉升到斜面顶端,物块受到的摩擦力为f,支持力为FN.若将重
力分解为平行于斜面的分力G1和垂直于斜面的分力G2,则在平行于斜面的方向上,各个力的关系式是　　　　　　　　,由于F=f+Gsin θ,可知G1=　　　　(用G和θ表示);在垂直于斜面的方向上,各个力的关系式是　　　　　　　　;已知 +=G2,则FN=　　　　(用G和θ表示);根据f=μFN,可得F=_______(用G和θ表示).