2020八年級物理下冊第12章第3節(jié)機械效率考點手冊

學必求其心得，業(yè)必貴于專精第3節(jié)機械效率知識點一適用功與額外功1．適用功:指人們?yōu)榱诉_到目的而必定做的功.用W有表示.2．額外功：是指人們?yōu)榱诉_到必然的目的，其實不需要但又不得不做的功。用W額表示。3．總功：適用功與額外功之和，即W總＝W有＋W額?？偣Φ扔谧饔迷跈C械上的動力與動力作用點搬動的距離的乘積，即W總＝Fs。溫馨提示：使用任何機械時，人們所做的功，都不會少于不用機械時所做的功，也就是使用任何機械都不省功。錯誤!從井中提水時，經(jīng)常會發(fā)生取水桶落入井里的事情。用物理知識解析以下說法，其中錯誤的選項是(）A．用取水桶向上提水，人對桶和水做的功都是適用功B．用取水桶向上提水，人對桶做的功是額外功C．取水桶掉在井里,打撈水桶時桶里會帶些水，這時人對水做的功是額外功D．取水桶掉在井里,打撈水桶時，人對桶做的功是適用功解析：用取水桶向上提水，目的是提水，因此對水做的功是有1學必求其心得，業(yè)必貴于專精用功，但是對桶又不得不做功,則對桶做的是額外功，故A錯誤、B正確；取水桶掉在井里，打撈水桶時，目的是提桶，因此對桶做的功是適用功,但是對水又不得不做功，則對水做的功是額外功，故C、正確。答案：A知識點二機械效率1．機械效率的定義:平時用適用功在總功中所占的百分比來表示機械效率,即適用功與總功的比值叫做機械效率.2．機械效率的計算公式機械效率＝錯誤!×100％，用η表示機械效率，W有表示適用功，W總表示總功，則機械效率的公式為η＝錯誤!×100％。3．影響機械效率高低的主要因素機械效率的高低由適用功和總功兩個因素決定，因此解析機械效率高低時，不能夠只考慮一個因素，如:適用功多,機械效率高或總功大,機械效率低。(1）當適用功一準時，機械所做的總功越少，那適用功與總功的比值越大，即機械效率越高；額外功越少，額外功與適用功比值2學必求其心得，業(yè)必貴于專精越小，機械效率越高。2)當額外功一準時，機械所做的適用功越多，適用功與總功比值越大,機械效率越高;額外功越少,額外功與總功比值越小，機械效率越高.4．提升機械效率的方法1）減小額外功來提升機械效率。依照額外功的本源，從以下兩方面提升機械效率：①盡量減小機械自己的重力；②加潤滑油等方法減小機械零部件間的摩擦。(2）額外功一準時，在機械能正常運轉的前提下,增大適用功來提升機械效率。知識拓展（1)相關機械效率的計算公式：①總功計算方法a．W總＝FSb．W總＝W有＋W額W總W有W總＝ηc．d．3學必求其心得，業(yè)必貴于專精＝錯誤!②適用功的計算方法a。W有＝Gh（豎直結構機械)W有＝fs(水平結構機械）b．W有＝W總－W額W有＝W總·η③額外功的計算方法a．戰(zhàn)勝機械重力做功W額＝G機·h戰(zhàn)勝機械零部件摩擦做功W額＝fsb．W額＝W總－W有c．W額＝（1－η)W總(2）對使用任何機械都不省功的理解：①不計機械自重以及機械零部件之間的摩擦時,即理想機械，此時，額外功為零,適用功等于總功，機械效率為100％。②在使用機械的實質情況下,機械自重以及機械零部件間的摩擦無法除掉，額外功不能防備，因此,適用功總小于總功，機械效率總是小于1.（3)三類簡單機械的機械效率的計算：①杠桿：重物重為G，重物提升升度為h，動力為F,動力作用W有點搬動距離為s，則η＝W總＝錯誤!。4學必求其心得，業(yè)必貴于專精②滑輪或滑輪組：a。用滑輪或滑輪組提升重物:重物重為G，重物提升升度為h，F(xiàn)是動力，繩子自由端搬動距離為s，則η＝錯誤!＝錯誤!＝錯誤!。b．用滑輪或滑輪組水平勻速拉物體，物體所受摩擦力為F，物體搬動距離為s，拉力為F,繩子自由端搬動距離為s繩,則η＝錯誤!＝錯誤!＝錯誤!。③斜面：物體重為G,斜面高為h,斜面長為l，拉力為F，則η＝錯誤!＝錯誤!。錯誤!如圖是用動滑輪運送建筑資料A的表示圖，在卷揚機對繩子的拉力作用下，使重800N的建筑資料A在50s的時間里，勻速豎直上升了10m。在這個過程中,動滑輪提升建筑資料A所做的有用功為W適用,卷揚機對繩子的拉力F做功的功率為200W。繩重可忽略不計。求：5學必求其心得，業(yè)必貴于專精（1)適用功W適用；(2）動滑輪勻速提升建筑資料A的機械效率η。解析:(1）知道物體的重力和提升的高度，依照W＝Gh求出有用功;(2）依照η＝錯誤!×100％求出使用動滑輪勻速提升的物體A的機械效率。解：（1)適用功W適用＝Gh＝800N×10m＝8×310J.(2）拉力F做的總功W總＝Pt＝200W×50s＝104J，使用動滑輪的機械效率η＝錯誤!×100%＝錯誤!×100％＝80%。知識點三測量滑輪組的機械效率實驗目的：會組裝滑輪組并測量滑輪組的機械效率，研究影響滑輪組機械效率的因素。實驗原理：η＝錯誤!＝錯誤!。實驗器材：定滑輪和動滑輪組成的滑輪組、彈簧測力計、鉤碼、刻度尺。實驗步驟：①依照圖甲所示安裝滑輪組,用彈簧測力計測出鉤碼所受的重力G，分別記下鉤碼和繩端的地址。6學必求其心得，業(yè)必貴于專精②如圖乙所示，勻速豎直緩慢拉動彈簧測力計,使鉤碼高升，讀出拉力F的值,并用刻度尺測出鉤碼上升的高度h和繩端搬動的距離s，將這三個量填入表格.③應用公式W有＝Gh、W總＝Fs、η＝錯誤!分別求出適用功W有、總功W總、機械效率η,并填入表格。④改變鉤碼的數(shù)量，再做兩次上面的實驗,如表格第1~3次實驗。⑤換用圖丙所示的裝置重復1～3步,將實驗數(shù)據(jù)記入表格，如7學必求其心得，業(yè)必貴于專精表格第4次實驗。實驗表格:實驗序號1234鉤碼所受的重力G/N1.534.51。5提升升度h/m0.40。40.40。4適用功W有/J0。61。21.80.6拉力F/N0.71。21。70.6繩端搬動的距離s/m1。21。21。22總功W總/J0。841。442。041。2機械效率η71％83%88％50%實驗解析：由1、2、3次實驗可知，提升的鉤碼重力增加時，適用功增加，額外功基本不變（戰(zhàn)勝摩擦力及動滑輪重力做的功基本不變）,由η＝錯誤!＝錯誤!可知,機械效率會高升。同一裝置的機械效率與被提升的物重相關,物重增大，機械效率高升。由1、4兩次實驗可知，使用兩個滑輪組提升相同的鉤碼，做的適用功相同，但滑輪組丙的動滑輪個數(shù)多，所做的額外功多，由η＝錯誤!可知,當適用功相同時，額外功越多，機械效率越低。故滑輪組丙的機械效率小于滑輪組甲的機械效率。8學必求其心得，業(yè)必貴于專精研究歸納：①同一裝置的機械效率其實不是固定不變的，與被提升的物重相關，物重增大，機械效率高升；②機械效率還和機械裝置自己相關，與其結構、輕快程度以及潤滑程度都相關系。知識拓展：研究影響斜面機械效率的因素。擬訂計劃與設計實驗:在影響機械效率的好多因素中，摩擦是一個重要因素。比方：把物體拉上斜面時，就要戰(zhàn)勝物體與斜面之間的摩擦做額外功.做實驗時，應入選擇圓滑程度相同的斜面,如圖所示，用彈簧測力計勻速拉動小車運動,比較斜面的傾斜程度不相同時，斜面的機械效率可否相同.實驗器材:桌面、木塊、木板、小車、刻度尺、彈簧測力計、細線等.實驗過程：①將木板用一木塊墊起，使其傾斜程度較小,用彈簧測力計沿斜面將小車從斜面底端勻速拉到斜面頂端，記下小車搬動的距離s，并測出斜面的高度h，拉力F。②改變木板一端墊起的高9學必求其心得，業(yè)必貴于專精度兩次,使斜面較陡和最陡，重復實驗過程①。實驗記錄:將數(shù)據(jù)記錄在下表中，并計算后填入相關值,以下為某次實驗的記錄。小車斜面的沿斜面適用總功機械效傾斜程重斜面高拉力斜面功W總率力度h/m長lm度F/NW總/J/Jη＝錯誤!G/N較緩50。21.98111。9851％較陡50。42.92122.9268％最陡50.63。8133。879%解析論證：①從表中數(shù)據(jù)能夠看出,斜面的機械效率和斜面的傾斜程度相關；②用彈簧測力計沿斜面勻速拉動小車向上運動時，要戰(zhàn)勝摩擦力做功，因此斜面的機械效率不高；③對于斜面來說，W有＝Gh，W總＝Fl，η＝錯誤!＝錯誤!<1；④對于理想斜面,不存在摩擦，η＝100%，Gh＝Fl。得出結論：斜面的機械效率與斜面的傾斜程度相關，斜面越傾斜，機械效率越高.例3小明同學做“測量滑輪組機械效率”的實驗(以下列圖）。10學必求其心得，業(yè)必貴于專精用相同的滑輪組提升不相同數(shù)量的鉤碼,記錄數(shù)據(jù)如表所示.繩端搬動實驗次鉤碼的重力鉤碼提升拉力機械效率G/N高度h/mF/N的距離數(shù)ηs/m120.10.90.374%240.11。60。383％360.1①0.3②(1)觀察圖中測力計的示數(shù)，表格中編號①的數(shù)值是________，②的數(shù)值是________。(2)小明經(jīng)過解析表格中的數(shù)據(jù)，獲取了提升滑輪組機械效率的方法，汽車作為一種“機械”，提升效率對節(jié)能減排有重要意義，請你指出以下三種提升效率的方法中，方法________是與本實驗同理的。11學必求其心得，業(yè)必貴于專精方法一:激勵人們“拼車”出行，使汽車盡量裝滿人員.方法二：汽車制造廠用新資料減少汽車重量。方法三：經(jīng)常給汽車做保養(yǎng)，保持優(yōu)異的潤滑。(3）小明發(fā)現(xiàn)繩端搬動的距離與鉤碼提升升度有固定的倍數(shù)關系，于是他認為鉤碼數(shù)量一準時，無論將鉤碼提升多高,都不影響該滑輪組的機械效率。小芳則認為：鉤碼提升的高度不相同,適用功就不同，機械效率就變化了，你認為________的看法是正確的.解析:(1)由圖知，彈簧測力計的分度值為0.1N，彈簧測力計的示數(shù)為2。3N；第三次實驗滑輪組的機械效率：η＝錯誤!＝錯誤!＝錯誤!×100%≈87％；(2)小明經(jīng)過解析表格中的數(shù)據(jù)知,同一滑輪組，物體越重，機械效率越高.方法一：激勵人們“拼車"出行,使汽車盡量裝滿人員，是在額外功相同時，人越多，適用功越多，機械效率越高,故吻合題意；方法二：汽車制造廠用新資料減少汽車重量,是經(jīng)過減小額外功來增加機械效率的，故不吻合題意;方法三:經(jīng)常給汽車做保養(yǎng)，保持優(yōu)異的潤滑。提升滑輪組機械12學必求其心得，業(yè)必貴于專精效率的方法是經(jīng)過減小摩擦來增加機械效率的，故不吻合題意.故方法一與本實驗同理.(3)依照η＝錯誤!＝錯誤!＝錯誤!＝錯誤!知機械效率與高度沒關，故小明的看法正確。答案：(1)2。387％(2）一(3）小明易錯點不能夠正確理解滑輪組機械效率的可變性機械效率是表示機械對總功利用率高低的物理量，效率高，表示機械對總功利用率高。可否省力、做功的多少、做功的快慢與機械效率沒關。有的同學認為機械越省力效率就越高，這種認識是錯誤的。錯誤!用四只完好相同的滑輪組成以下列圖的甲、乙兩個滑輪組,把相同的物體勻速提升相同的高度。若用η甲、η乙表示甲、乙兩滑輪組的機械效率,W甲、W乙表示拉力所做的功(