2024中考物理高分突破專項(xiàng)04機(jī)械效率的測(cè)量及計(jì)算課件

專項(xiàng)(四)機(jī)械效率的測(cè)量及計(jì)算單擊此處添加標(biāo)題類型一機(jī)械效率的測(cè)量【規(guī)律總結(jié)】機(jī)械效率一般有三種:滑輪組的機(jī)械效率、斜面的機(jī)械效率、杠桿的機(jī)械效率。(1)實(shí)驗(yàn)中要?jiǎng)蛩倮瓌?dòng)彈簧測(cè)力計(jì)。(2)提高滑輪組機(jī)械效率的方法:①減小額外功,即減小機(jī)械自重及摩擦;②在允許范圍內(nèi)增加貨物重力,貨物越重,η越大。類型一機(jī)械效率的測(cè)量例1圖Z4-1甲是林紅做“測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)裝置。圖Z4-1(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)林紅沿豎直方向

拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì),使鉤碼上升10cm,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)如圖甲所示,其拉力為

N,若每個(gè)鉤碼重2N,則滑輪組的機(jī)械效率為

(寫成百分?jǐn)?shù)的形式,結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。

(2)實(shí)驗(yàn)中,鉤碼上升10cm所用的時(shí)間為1s,則拉力的功率為

W。

勻速2.483.3%0.72類型一機(jī)械效率的測(cè)量(3)林紅做完實(shí)驗(yàn),通過和其他小組交流,了解到滑輪組的機(jī)械效率η與動(dòng)滑輪重G動(dòng)有關(guān)系,接著她改變動(dòng)滑輪重,提升同一物體進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn),獲得數(shù)據(jù)并繪制出如圖乙所示的圖像。由圖像可知:被提升物體所受的重力相同時(shí),動(dòng)滑輪越重,滑輪組的機(jī)械效率越

。若不計(jì)繩重和摩擦,分析圖像中的A點(diǎn)可知,被提升物體所受的重力為

N。

低3類型一機(jī)械效率的測(cè)量【變式1】林紅在“探究斜面的機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)中,用長(zhǎng)度s=0.50m的木板搭成一個(gè)斜面,用彈簧測(cè)力計(jì)將重力G=5.0N的物塊從斜面底端勻速拉至斜面頂端。(1)林紅在實(shí)驗(yàn)中,調(diào)整斜面高度為h=0.22m,將物塊從斜面底端勻速拉至頂端的過程中,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F=4.0N,則有用功為

J。

(2)林紅利用上述器材進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),木板搭成傾角不同的斜面時(shí),將物塊從斜面底端勻速拉至斜面頂端的過程中,額外功W額與斜面的水平長(zhǎng)度L(木板在水平面上的正投影長(zhǎng)度)的關(guān)系如下表。

①通過數(shù)據(jù)分析,林紅得出了結(jié)論:W額與L成

比。

②當(dāng)斜面的水平長(zhǎng)度L=0.40m時(shí),斜面的機(jī)械效率為

。(寫成百分?jǐn)?shù)的形式,結(jié)果保留三位有效數(shù)字)

圖Z4-2L/m0.450.400.350.30W額/J0.900.800.700.601.1正65.2%類型一機(jī)械效率的測(cè)量【變式2】某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖Z4-3所示裝置探究杠桿的機(jī)械效率。實(shí)驗(yàn)的主要步驟如下:①用輕繩懸掛杠桿一端的O點(diǎn)作為支點(diǎn),在A點(diǎn)用輕繩懸掛總重為G的鉤碼,在B點(diǎn)用輕繩豎直連接一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì),使杠桿保持水平;圖Z4-3②豎直向上拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)

上升(保持O點(diǎn)位置不變),在此過程中彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為F,利用刻度尺分別測(cè)出A、B兩點(diǎn)上升的高度為h1、h2。

完成下列問題:(1)步驟②中空白處應(yīng)填上

。

(2)若測(cè)得G=2.5N,F=1.2N,h1=8cm,h2=20cm,則杠桿機(jī)械效率為η=

。(寫成百分?jǐn)?shù)的形式,小數(shù)點(diǎn)后保留一位小數(shù))

(3)本次實(shí)驗(yàn)中,若提升的鉤碼重一定,只將鉤碼的懸掛點(diǎn)由A移至C,O、B位置不變,仍將鉤碼提升相同的高度,則有用功

,杠桿的機(jī)械效率將

。(均選填“變大”“變小”或“不變”)

勻速83.3%不變變大類型二機(jī)械效率的計(jì)算例2圖Z4-4所示裝置是實(shí)驗(yàn)時(shí)用輕繩繞成的滑輪組。懸掛的重物G=4.8N,當(dāng)重物靜止于任意位置時(shí),手對(duì)輕繩的拉力均為F1=1.8N;當(dāng)重物勻速上升時(shí),手對(duì)輕繩的拉力為F2=2.0N,且物重上升過程中動(dòng)滑輪恰好轉(zhuǎn)過1圈。已知?jiǎng)踊喼苓叞疾鄣闹荛L(zhǎng)C=0.3m。求:(1)動(dòng)滑輪的重力。(2)重物上升過程中的有用功、總功以及滑輪組的機(jī)械效率。圖Z4-4類型二機(jī)械效率的計(jì)算【變式1】如圖Z4-5所示,工人用沿斜面向上、大小為500N的推力,將重800N的貨物從A點(diǎn)勻速推至B點(diǎn);再用100N的水平推力使其沿水平臺(tái)面勻速運(yùn)動(dòng)5s,到達(dá)C點(diǎn)。已知AB長(zhǎng)3m,BC長(zhǎng)1.2m,距地面高1.5m。求:(1)貨物在水平面上運(yùn)動(dòng)的速度。(2)水平推力做功的功率。(3)斜面的機(jī)械效率。圖Z4-5類型二機(jī)械效率的計(jì)算【變式2】如圖Z4-6所示,林紅同學(xué)在探究利用杠桿做功的實(shí)踐活動(dòng)中,杠桿一端固定,中點(diǎn)處掛有一重力G為20N的重物,現(xiàn)在豎直提起杠桿的另一端,使物體緩慢勻速提升。(摩擦忽略不計(jì))(1)若不計(jì)杠桿自重,求拉力F的大小。(2)若杠桿是一根自重為5N、材料均勻的硬棒,將重物提升的高度h為0.1m,林紅使用杠桿所做的有用功W有為多大?機(jī)械效率η是多大?圖Z4-6類型二機(jī)械效率的計(jì)算【變式3】中國(guó)北京成功舉辦2022年第24屆冬季奧林匹克運(yùn)動(dòng)會(huì),各項(xiàng)準(zhǔn)備工作高效地進(jìn)行時(shí)。如圖Z4-7所示是某建筑工地上使用的塔式起重機(jī)