中考物理真題源復(fù)習(xí)講義04.第3節(jié) 機(jī)械效率

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陜

西

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理軟件使用學(xué)科特色編輯修改便捷操作本課件使用WPS2019版本制作，建議老師使用相應(yīng)軟件打開公式由公式編輯器制作，可雙擊公式跳轉(zhuǎn)到編輯頁面進(jìn)行修改本課件全文可單擊進(jìn)行編輯修改目錄、返回目錄、思維導(dǎo)圖等都有超鏈接，點(diǎn)擊即可跳轉(zhuǎn)至相應(yīng)頁面課件說明機(jī)械效率第3節(jié)1陜西10年真題、副題子母題2知識(shí)精講3縱向?qū)嶒?yàn)一題多問考點(diǎn)清單重難點(diǎn)突破實(shí)驗(yàn)測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率陜西10年真題、副題子母題命題點(diǎn)1滑輪組的機(jī)械效率(10年5考)1.(2022陜西9題2分)如圖，這是一種塔式起重機(jī)．已知起重機(jī)上的滑輪組在勻速起吊330kg的物體時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率是60%.g取10N/kg.下列分析和計(jì)算錯(cuò)誤的是(

)A.起重機(jī)的吊臂AOB可視為杠桿B.物體上升2m，滑輪組所做有用功是6.6×103JC.物體上升2m，滑輪組所做總功是1.1×104JD.增加起吊物體的質(zhì)量，滑輪組的機(jī)械效率將減小D..2.(2020陜西16題4分)某小區(qū)正在進(jìn)行改造施工．工人用如圖所示的滑輪組將750N的沙子勻速提升了10m，用時(shí)100s．若工人所用的拉力為400N，則拉力的功率為________W，滑輪組的機(jī)械效率為________.使用該滑輪組既能________又能改變力的方向．使用滑輪組________(選填“能”或“不能”)省功．12062.5%省力不能3.(2018副題27題4分)如圖甲所示，工人用250N的拉力將質(zhì)量為40kg的物體從地面運(yùn)到10m高的樓上．物體上升高度h與時(shí)間t的關(guān)系如圖乙所示，則物體上升的速度為______m/s，整個(gè)過程中工人所做的功為______J，工人做功的功率為______W，此裝置的機(jī)械效率為______．(g取10N/kg)0.25500012580%4.(2016陜西33題7分)如圖是一臺(tái)兩棲履帶起重機(jī)．它可以在陸地和水深不超過2.5米的灘涂路面行駛工作．(1)起重機(jī)安裝寬大履帶的目的是減小起重機(jī)對(duì)地面的________．壓強(qiáng)由

得，拉力做的總功由W＝Fs得，拉力(2分)

(2)[一題多解]當(dāng)起重機(jī)吊起4.8×105N的貨物時(shí)，貨物勻速升高15m用時(shí)40s．若滑輪組的機(jī)械效率為75%，滑輪組上繩子自由端的拉力及拉力的功率各是多少？解：(2)提升重物時(shí)做的有用功W有用＝G物h＝4.8×105N×15m＝7.2×106J(1分)拉力做功的功率(2分)(2)問還可以這樣求解：拓展設(shè)問(3)對(duì)于實(shí)際機(jī)械，機(jī)械效率總小于100%的原因是_________________________________________________．(2013陜西28題)

機(jī)械不可避免地要做額外功(或有用功總是小于總功)命題點(diǎn)2斜面的機(jī)械效率(2021.15、2015.33)5. (2015陜西33題7分)如圖甲所示，工人沿斜面把一箱貨物從底端拉進(jìn)車廂，貨物移動(dòng)的距離s與時(shí)間t的關(guān)系如圖乙所示．在此期間，工人拉這箱貨物沿斜面勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的拉力為594N．此斜面的長(zhǎng)為5m，高為1m，這箱貨物重為1500N.(1)0～5s內(nèi)，這箱貨物處于________狀態(tài)，工人所做的功為________J.靜止0解：(2)5～30s內(nèi)這箱貨物運(yùn)動(dòng)的速度(1分)拉力做功W＝Fs＝594N×5m＝2970J(1分)拉力做功的功率

(1分)(2)5～30s內(nèi)，這箱貨物運(yùn)動(dòng)的速度是多少？拉力做功的功率是多大？(3)該斜面的機(jī)械效率是多少？(3)貨物上升1m克服重力所做的功為有用功W有用＝Gh＝1500N×1m＝1500J(1分)拉力所做的功是總功W總＝W＝2970J斜面的機(jī)械效率(1分)拓展設(shè)問(4)使用斜面可以________(選填“省力”或“省功”).(2021陜西15題第三空)省力6.[模型建構(gòu)——斜面](2020副題22題8分)登山纜車主要由纜繩、轎廂、大輪及控制系統(tǒng)等組成．工作時(shí)，電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力驅(qū)動(dòng)大輪勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)纜繩使轎廂勻速運(yùn)動(dòng)．某風(fēng)景區(qū)登山纜車在相距1080m的低點(diǎn)和高點(diǎn)之間運(yùn)行，可將游客提升540m的高度，如圖所示．每個(gè)轎廂從低點(diǎn)到高點(diǎn)的運(yùn)行時(shí)間為9min.上行、下行纜繩上分別固定著5個(gè)轎廂，每個(gè)轎廂滿額運(yùn)載4人．當(dāng)上行轎廂滿額且下行空載時(shí)，電動(dòng)機(jī)輸出功率為40kW，每個(gè)人質(zhì)量按60kg計(jì)算．(g取10N/kg)(1)轎廂在低點(diǎn)繞大輪勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)________(選填“不變”或“改變”).(2)轎廂的運(yùn)行速度是多少？改變解：(2)轎廂運(yùn)行的時(shí)間t＝9min＝540s轎廂的運(yùn)行速度

(2分)(3)若始終保持上行轎廂滿額且下行空載，相當(dāng)于每9min將5個(gè)轎廂內(nèi)全部人員從低點(diǎn)提升到高點(diǎn)，則該登山纜車9min內(nèi)完成的有用功是多少？機(jī)械效率是多少？(3)登山纜車完成的有用功W有＝G人h＝m人gh＝5×4×60kg×10N/kg×540m＝6.48×106J(2分)動(dòng)力做的總功W總＝Pt＝40×1000W×540s＝2.16×107J(2分)登山纜車的機(jī)械效率

(1分)6．1改變模型——杠桿(2022北京)俯臥撐是一項(xiàng)常見的健身項(xiàng)目，采用不同的方式做俯臥撐，健身效果通常不同．如圖甲所示的是小京在水平地面上做俯臥撐保持靜止時(shí)的情境，他的身體與地面平行，可抽象成如圖乙所示的杠桿模型，地面對(duì)腳的力作用在O點(diǎn)，對(duì)手的力作用在B點(diǎn)，小京的重心在A點(diǎn)．已知小京的體重為750N，OA長(zhǎng)為1m，OB長(zhǎng)為1.5m.(1)如圖乙中，地面對(duì)手的力F1與身體垂直，求F1的大?。猓?1)根據(jù)杠桿的平衡條件有F1·OB＝G·OA解得(2)如圖丙所示的是小京手扶欄桿做俯臥撐保持靜止時(shí)的情境，此時(shí)他的身體姿態(tài)與圖甲相同，只是身體與水平地面成一定角度，欄桿對(duì)手的力F2與他的身體垂直，且仍作用在B點(diǎn)．分析并說明F2與F1的大小關(guān)系．(2)若身體與水平面成θ角，此時(shí)阻力臂是解圖中的OD，分析解圖可知，OD小于OA，根據(jù)杠桿的平衡條件有F2·OB＝G·OD，解得

，則F2＜F1丙甲解圖命題點(diǎn)3工程類機(jī)械的效率(2019.33)7.(2019陜西33題8分)圖示為某種型號(hào)的剪叉式高空作業(yè)平臺(tái)．這臺(tái)機(jī)器利用起升電機(jī)升降作業(yè)平臺(tái)，方便工人高空作業(yè)．該機(jī)器的部分?jǐn)?shù)據(jù)如表所示．整機(jī)質(zhì)量(空載)/kg3200安全工作載荷/kg200起升電機(jī)額定電壓/V24起升電機(jī)額定功率/kW4.0輪胎接地總面積/m20.08(1)這臺(tái)機(jī)器空載且靜止時(shí)，對(duì)水平地面的壓強(qiáng)是多大？(g取10N/kg)解：(1)機(jī)器空載靜止在水平地面上時(shí)對(duì)地面的壓力F＝G＝mg＝3200kg×10N/kg＝3.2×104N(1分)則機(jī)器對(duì)地面的壓強(qiáng)

(2分)整機(jī)質(zhì)量(空載)/kg3200安全工作載荷/kg200起升電機(jī)額定電壓/V24起升電機(jī)額定功率/kW4.0輪胎接地總面積/m20.08(2)起升電機(jī)以額定功率工作時(shí)，將總重為1000N的人和作業(yè)工具以0.2m/s的速度舉高8m．該機(jī)器做的有用功是多少？機(jī)械效率是多少？(2)機(jī)器所做的有用功W有用＝Gh＝1000N×8m＝8×103J(1分)由

得，做功時(shí)間

(1分)機(jī)器所做的總功W總＝Pt＝4.0×103W×40s＝1.6×105J(1分)機(jī)器的機(jī)械效率(1分)(3)此類機(jī)器機(jī)械效率一般較低的主要原因是：_________________________________．

機(jī)器所做的額外功較多(或自重較大)知識(shí)精講考點(diǎn)清單一、功1、有用功：無論是否使用簡(jiǎn)單機(jī)械，必須要做的功，用W有用表示．2、額外功：使用機(jī)械時(shí)，并非我們所需要的，但又不得不做的功，用W額表示．3、總功：有用功與額外功之和，用W總表示，即：W總＝____________．二、定義：物理學(xué)中，將有用功與________的比值叫作機(jī)械效率，用符號(hào)______表示．W有用＋W額總功η三、公式：________________．四、使用任何機(jī)械都不能省功．對(duì)于實(shí)際機(jī)械，由于________功的存在，有用功總是________總功，所以機(jī)械效率總是小于1．五、提高機(jī)械效率的方法1、滑輪組：對(duì)于同一滑輪組，增加物重、減小動(dòng)滑輪重、減小摩擦等．2、斜面：增大斜面傾斜度、減小摩擦等．額外小于重難點(diǎn)突破機(jī)械效率相關(guān)計(jì)算(10年6考)例1

[豎向滑輪組]如圖所示，某工廠車間中，工人師傅站在水平地面上，豎直向下拉動(dòng)繩子自由端，使物體A在5s內(nèi)勻速上升了1m．已知物體A重400N，該工人重500N，兩個(gè)滑輪重均為40N，不計(jì)滑輪組的繩重和摩擦．(1)繩子自由端移動(dòng)的距離為多少？解：(1)由題圖可知，滑輪組繩子的有效股數(shù)n＝2，繩子自由端移動(dòng)的距離s＝2h＝2×1m＝2m(2)繩子自由端受到的拉力為多少？(2)因?yàn)椴挥?jì)繩重和摩擦，所以繩子自由端受到的拉力F＝

(G＋G動(dòng))＝×(400N＋40N)＝220N(3)該裝置做的有用功為多少？(3)有用功W有＝Gh＝400N×1m＝400J(4)[一題多解]滑輪組的機(jī)械效率為多少？(百分號(hào)前保留一位小數(shù))(4)總功W總＝Fs＝220N×2m＝440J滑輪組的機(jī)械效率一題多解：滑輪組的機(jī)械效率(5)繩子拉力做功的功率為多少？(5)繩子自由端拉力做功的功率(6)支架受到的拉力為多少？(6)以定滑輪為研究對(duì)象受力分析可得，其受到支架豎直向上的拉力、動(dòng)滑輪和繩子豎直向下的拉力，處于平衡狀態(tài)，即F支拉＝G動(dòng)＋F繩拉＝G動(dòng)＋3F＝40N＋3×220N＝700N支架受到的拉力和定滑輪受到的支架的力是一對(duì)相互作用力，即F支＝F支拉＝700N(7)[真實(shí)問題情境]已知工廠中工件質(zhì)量一定，為了使工人師傅更省力，且滑輪組的機(jī)械效率提升至95%以上，則動(dòng)滑輪的最大重力不得超過多少N？(結(jié)果保留整數(shù))(7)由

可得，當(dāng)滑輪組的機(jī)械效率為95%時(shí)動(dòng)滑輪的重力則動(dòng)滑輪的最大重力不應(yīng)超過21N變式

[橫向滑輪組]小強(qiáng)利用如圖所示的滑輪組去拉物體，使重為2000N的物體A在3s內(nèi)沿水平方向勻速移動(dòng)了6m，若A所受地面的摩擦力f＝600N，小強(qiáng)所用拉力F＝250N．則小強(qiáng)做的有用功為________J，總功為________J，該裝置的機(jī)械效率為________．80%36004500例2教學(xué)樓前通常都會(huì)有一個(gè)為方便通行而建立的無障礙通道，它就是斜面．小明測(cè)得某無障礙通道長(zhǎng)4m，高0.5m，他想借助該斜面將一個(gè)重為800N的箱子勻速拉上斜面，已知他的實(shí)際拉力為125N，用時(shí)10s．求：(1)將箱子拉至斜面頂端所做的有用功是多少？解：(1)將箱子拉至斜面頂端所做的有用功為克服重力做的功W有用＝Gh＝800N×0.5m＝400J(2)拉力所做的功和功率分別是多少？(2)拉力所做的功W總＝Fs＝125N×4m＝500J總功的功率(3)斜面的機(jī)械效率是多少？(3)斜面的機(jī)械效率(4)對(duì)斜面來說，斜面越陡，其機(jī)械效率越______(選填“高”或“低”).高(5)為了計(jì)算箱子在斜面上移動(dòng)時(shí)受到的摩擦力，小明和小華的解法如下：①小明：因箱子勻速運(yùn)動(dòng)，因此根據(jù)二力平衡可得出摩擦力就等于箱子受到的拉力；②小華：可先求出額外功，然后求出摩擦力．你認(rèn)為______(選填“小明”或“小華”)的方法是正確的，請(qǐng)寫出正確的計(jì)算過程．(可與其他同學(xué)討論)小華額外功W額＝W總－W有＝500J－400J＝100J由W額＝fs得，箱子受到的摩擦力縱向?qū)嶒?yàn)一題多設(shè)問實(shí)驗(yàn)溫馨提示：若因軟件問題視頻無法打開請(qǐng)?jiān)趯?shí)驗(yàn)視頻文件夾打開原視頻測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率實(shí)驗(yàn)原理：

_________________________例小明在做“測(cè)滑輪組機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)，部分實(shí)驗(yàn)裝置如下：設(shè)計(jì)與進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(1)除了如圖所示的器材和彈簧測(cè)力計(jì)外，還需要的器材是__________．(2)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)沿豎直方向________緩慢拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)．刻度尺勻速分析數(shù)據(jù)和現(xiàn)象，總結(jié)結(jié)論(3)利用如圖所示四種裝置分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，所測(cè)得的數(shù)據(jù)記錄在下表中．實(shí)驗(yàn)序號(hào)鉤碼重G/N鉤碼上升的高度h/m繩端拉力F/N繩端移動(dòng)距離s/m機(jī)械效率η140.12.70.274%240.11.80.374%380.13.10.386%480.1____0.4______80%2.5①分析可知第4次實(shí)驗(yàn)是用________(選填“丙”或“丁”)圖裝置所做的實(shí)驗(yàn)．請(qǐng)你將表中空白處補(bǔ)充完整．丁②分析表格中數(shù)據(jù)可知，第3次實(shí)驗(yàn)所做的額外功為________J.③通過比較1、2兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以得出結(jié)論：使用同一滑輪組提升同一重物時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率與繩子段數(shù)________(選填“有關(guān)”或“無關(guān)”).