初中物理人教版八年级下册第十二章 简单机械12.3 机械效率课时作业

这是一份初中物理人教版八年级下册第十二章 简单机械12.3 机械效率课时作业，共8页。

【学习目标】
1．知道什么是有用功、额外功和总功。
2．知道什么叫机械效率，知道计算公式，知道械效率总小于1。
3．知道提高机械效率的意义和主要方法。
【学习重点】
1．能结合实例认识什么是有用功、额外功、总功。
2．理解机械效率。
【学习难点】：影响滑轮组的机械效率的因素
【自主预习】
1．有用功是对人们有用的功。提升重物时，W有用＝ ，额外功是对目的没有用，但又不得不做的功。
总功是人对机械所做的功，W总= 。
2．械效率的概念：物理学中，将有用功与总功的 叫做机械效率。公式：η＝ ；有用功总小于总功，所以机械效率总小于 ；机械效率用百分数表示，没有单位。
3. 要提高机械效率，就得减小 功，一般可以减小机械 、减小机件间的 等。
【合作探究】
探究一：有用功、额外功、总功
问题讨论 使用动滑轮是否省功？
在如图甲所示，用弹簧测力计将钩码缓慢提升一定的高度，计算拉力做的功。设钩码重为G ，提高h的高度。所做的功为：W1= .
在如图乙所示，利用动滑轮把同一个重为G的物体，提高h的高度。动力所做的功为：W2=F.S
如果忽略动滑轮重和滑轮与绳子间的摩擦：

所以：W1 W2
结论：使用机械做的功和直接用手做的功相等.
但是，在使用动滑轮的时候，还得克服动滑轮的重力，以及绳子与滑轮之间的摩擦做功。所以，使用机械不能省功，还需要额外多做一部分功。
实际：把重为2N的钩码，不用机械提升1m和用动滑轮匀速提升1m时，做功分别多少？
不用机械时： 使用动滑轮时：F=1.2N ，S=2m
W=FS= =2N×1m=2J； W= =1.2N×2m=2.4J

1.有用功( W有用): 为了达到目的,人们必须做的对人们有用的功.
在上面的实验中，克服钩码的重力所做的功就是有用功：W有用=
2.额外功(W额外) :人们并不需要但为了达到目的又不得不做的功.
若用滑轮组提升钩码，不得不克服动滑轮本身所受的 以及 力等因素的影响而多做一些功，
而做的功（对目的没有用，但不得不做的功）。
3.总功（W总）：有用功跟额外功的 叫总功。（使用机械时。动力所做的功）。W总= +
想一想
用水桶从井中提水的时候，所做的功哪部分是有用功，哪部分是额外功?
提水所做的功是 功；提水桶所做的功是 功。
如果桶掉到井里，从井里捞桶的时候，捞上的桶里带了一些水，这种情况下哪部分是有用功，哪部分是额外功?
提水桶所做的功是 功；提水所做的功是 功。判断有用功和额外功，一定要清楚目的。
探究二：机械效率
1.定义：有用功跟总功的 叫做机械效率。
2.公式： .
3.意义：表示机械做功时， 在总功中所占的比例，是机械性能的重要指标。
4.因为 W有用 W总 ，所以， η 1。机械效率一般用百分数表示，没有单位
5.一些机械的机械效率

起重机:40%～50% 抽水机:60%～80% 柴油机:28%～40%
6.怎样才能提高机械的效率
减少额外功：（1）改进结构，使其合理、轻巧 ；（2）经常保养、定时润滑，减小 。
例题：起重机把质量为0.5t的重物匀速提升了3m,而它的电动机所做功3.4×104J，起重机的机械效率是多少？g取10N/kg.
解：
实验探究 测量滑轮组机械效率
实验原理 ： .
实验器材： 刻度尺、 、钩码、铁架台、“一定一动”的滑轮组、“二定二动”的滑轮组和长约2 m的细绳．
测量的物理量：
1．G ---- 的重力； 2.h ---- 物体升高的高度
3. F ---- 绳子 端的拉力; 4.s ---- 绳子自由端移动的距离
实验步骤：
1.测出钩码的重力G，并记录表中
2.先后按如图所示的三种情况，将实验器材安装好。
3.匀速拉动弹簧测力计，使钩码G匀速上升，读出弹簧测力计所示拉力F的值 ，从刻度尺读出钩码升高的距离h和绳子自由端移动的距离S，记录数据在表格中
注意事项：在提升钩码的过程中，要 向上，缓慢 提升钩码。
实验记录表：
分析讨论
(1).a、b两个滑轮组,挂的钩码数量相同时,机械效率有什么不相同？
a、b两个装置，提起相同的物重，做相同的 功，但b装置动滑轮多，需要做的 功多，机械效率 。
(2).b、c为同一个滑轮组,挂的钩码数量不同时，它的机械效率有什么变化？
b、c为同一个滑轮组， c装置挂的钩码质量越大，机械效率 。因为提起的物体越重，做的 功越多，机械效率越大。
实验结论：
影响滑轮组机械效率的因素：
(1)物重：同一个滑轮组，提起的物体越重，机械效率 。
(2)动滑轮重：提起的物重一样，动滑轮越重，机械效率 。
(3)摩擦（轮与轴及轮与绳之间）、绳重。
减小摩擦可以减少 功，提高机械效率。 如：加强机械运动部位的润滑、采用轻质细绳
【精讲点拨】
1. 功的原理：使用机械做的功和直接用手做的功相等:W1=W2。使用任何机械都不能省功：
(1)不存在既省力又省距离的机械,也就是没有省功的机械.
(2)功的原理对一切机械都适用.
2.不同机械的机械效率：
1.斜面： ； 2.定滑轮：
3，动滑轮： ；4. 滑轮组：
【归纳整理】
【当堂练习】
1.（2020宜昌）生产生活中常常会用到各种机械设备，下列说法中不正确的是（ ）
A．任何机械设备的效率总小于1 B．减小机械内部摩擦可以提高其效率
C．提高机械设备的效率可以节能减排 D．用机械设备做功越快，其效率越高
2.（2020山西）如图所示，快递小哥为了把较重的货物装入运输车，用同样的器材设计了甲、乙两种方式提升货物。若把同一货物匀速提升到同一高度，忽略绳重和摩擦。下列分析正确的是（ ） QUOTE
A. 甲方式可以省力B. 乙方式不能改变力的方向
C. 甲、乙两种方式做的有用功相等D. 甲、乙两种方式的机械效率相等
3.（2020甘孜州）某实验小组分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组（每个滑轮等重），在相同时间内把重物G提升相同高度。若F1和F2大小相等，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（ ）
A．力F1和F2做功的功率相同
B．力F1和F2做的总功相同
C．两个滑轮组机械效率一样大
D．甲滑轮组的机械效率比乙滑轮组高
4.（2020乐山）如图所示，利用滑轮组在4s内将一重为9N的物体匀速向上提升了10cm，拉力为4N，不计一切摩擦和绳重，（g取10N/kg）。下列说法正确的是（ ）
A. 动滑轮重力为5N
B. 滑轮组的机械效率为75％
C. 拉力所做的功为0.4J
D. 拉力的功率为0.4W
5.（2020新疆）小红用滑轮组将重力为1.5N的物体匀速提升10cm的过程中，绳子拉力为1.0N，绳子自由端移动的距离为30cm，则滑轮组的机械效率为（ ）
A．50 % B．60 % C．70 % D．80 %
6.（2020重庆A卷）滑轮是提升重物时经常用到的一种机械，工人师傅用500N的拉力F，利用图所示的滑轮将重800N的重物在30s内匀速提高了6m。下列判断正确的是（ ）
A. 绳端移动的速度为0.2m/sB. 该滑轮的机械效率为62.5%
C. 工人师傅拉绳子的功率为200WD. 提升重物所做的有用功为3000J
7.（2020常德）如图所示，用F1的力将物体B匀速提升h，F1做功600J，若借助滑轮组用F2的力把物体B匀速提升相同高度，F2做功为1000J。下列说法正确的是（ ）
A．两个过程中的拉力F1=3F2 B．F1做功的功率比F2做功的功率小
C．滑轮组机械效率为40% D．F2做功的距离为3h
8.（2020德州）如图所示，甲、乙两套装置所用的滑轮质量相等，用它们分别将相同质量的钩码匀速竖直提升，在相等时间内绳端A、B移动相同的距离（忽略绳重和摩擦），在此过程中，下列选项正确的是（ ）
A．两钩码上升的速度相等 B．两滑轮组绳端的拉力相等
C．甲滑轮组的总功比乙少 D．两滑轮组的机械效率相等
9.（2020武威）如图所示，在不计绳重和摩擦的情况下，用弹簧测力计沿竖直方向匀速拉起重为6N的物体，物体上升0.4m所用时间为4s。此过程中拉力的功率为______W，滑轮组的机械效率为______。
10-.（2020黔西南州）如图所示，工人们用同一滑轮组，根据需要有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。（填“>”“=”或“<”）
A
F1
F2
G
G
B
11.（2020连云港）用如图所示滑轮组在10s内将重为300N的物体匀速提升1m，拉力大小为120N，拉力做功的功率为______W，有用功为______J，滑轮组的机械效率为______。
12.（2020南京）如图所示，物体重210N，动滑轮重25N。工人用125N的拉力将物体匀速提升3m，用了10s，此过程中有用功是______J，拉力的功率是______W，滑轮的机械效率是______，克服动滑轮重所做的额外功占总功的______%。
13.（2020龙东）如图所示，人用滑轮组拉着重810N的物体使其沿竖直方向以0.1m/s的速度匀速向上运动了5s，人对绳子向下的拉力为300N。求：
（1）物体上升的高度；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）拉力功率。
【课后反思】本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些不足，有什么体会。
滑轮组
钩码重/N
钩码上升高度/m
有用功/J
弹簧测力计示数/N
绳子自由端移动距离/m
总功/J
机械
效率
（a）
1
0.1
0.1
0.4
0.3
0.12
83%
（b）
1
0.1
0.1
0.3
0.5
0.15
67%
（c）
1.5
0.1
0.15
0.4
0.5
0.20
75%