苏科版九年级物理上册同步精品讲义第5节机械效率(原卷版+解析).docxVIP

第5课机械效率

课程标准

课标解读

1．了解有用功和额外功概念。

2．掌握机械效率的定义和计算公式。

3.知晓如何增大或减小机械效率。

4．熟练运用机械效率的公式计算斜面，滑轮，杠杆等的机械效率。

1、通过阅读和学习知晓什么是有用功和额外功。

2、熟知机械效率的概念，懂得如何计算和变式。

3、通过机械效率的公式知晓如何增大或减小机械效率。

4、通过结合与前几节学习的内容，会计算斜面，滑轮，杠杆等的机械效率并能比较其大小。

知识点01有用功和额外功

有用功、额外功及总功

(1)有用功：为了达到人的目的，所做的功叫做有用功，记为W有用.

(2)额外功：并非人所需要，但又不得不做的功叫做额外功，也叫无用功，记为W额外.

(3)总功：外力对机械所做的功叫做总功，记为W总，W总＝W有用＋W额外.

注意：①一般克服机械本身的摩擦力或重力做的功，都是额外功.

②额外功产生的主要原因有：提升物体时，克服机械自重、容器自重等所做的功或者克服机械的摩擦所做的功.

【即学即练1】如图用50N的拉力F水平拉着重为100N的物体在水平路面上匀速移动2m的距离。物体所受摩擦力为80N，则（）

A．总功为320J B．有用功为200J

C．额外功为160J D．机械效率为80%

答案D

解析A、使用动滑轮拉力端移动距离s′＝2s＝2×2m＝4m，拉力做的总功W总＝Fs′＝50N×4m＝200J，故A错误；

B、使用动滑轮做的有用功，等于直接拉物体做的功，即W有＝fs＝80N×2m＝160J，故B错误；

C、额外功W额＝W总﹣W有＝200J﹣160J＝40J，故C错误；

D、机械效率η＝×100%＝×100%＝80%，故D正确。

故选：D。

知识点02机械效率

机械效率

(1)概念：物理学中，将有用功与总功的比值叫作机械效率，用表示。

(2)计算公式：%.没有单位，是百分数，介于0到1之间。

(3)物理意义：表示机械性能的物理量，反映了机械完成的有用功占总功的比例，与是否省力及省力大小无关，与功率大小也无关.

重难点：机械效率的计算，主要分为竖直方向和水平方向两种，难在如何计算W有和W总，如何判断s和h的关系，G物、G动的关系怎样。

在竖直方向，W有＝Gh；W总＝Fs

在水平方向，W有＝F阻h；W总＝Fs

提升同一重物时，动滑轮越多（即越重），越省力，但机械效率越低；用同一滑轮组提升不同重物时，物体越重，机械效率越高。

【即学即练2】朝鲜族有一种群众喜爱的娱乐跳板，若支点在跳板中央，当体重均为600N的两名运动员从1.5m处由静止下落到跳板一端时，静止于另一端重为450N的女运动员被向上弹起3m高，若不计空气阻力，跳板的机械效率为（）

A．100% B．90% C．75% D．25%

答案C

解析两名运动员做的总功为：W总＝2G1h1＝2×600N×1.5m＝1800J；

对女运动员做的有用功：W有＝G2h2＝450N×3m＝1350J；

跳板的机械效率为：η＝×100%＝×100%＝75%，故选：C。

知识点03如何增大和减小滑轮组的机械效率

增大机械效率

增大有用功占总功的比例：在滑轮组许可的条件下，增加每次提升物体的重力.

有用功一定时，减小额外功：换用轻质滑轮；滑轮的转轴中加润滑油减小摩擦等.

减小机械效率

减小有用功占总功的比例：在滑轮组许可的条件下，减小每次提升物体的重力.

有用功一定时，增大额外功：增大滑轮的摩擦或自重等。

【即学即练3】如图所示，使用滑轮组提升重物时（不计绳重和摩擦），能提高机械效率的是（）

A．减小提升重物的高度 B．减小被提升物的质量

C．减小定滑轮的重力 D．减小动滑轮的重力

答案D

解析A、减小提升重物的高度时，绳端移动的距离也变短了，根据η＝＝＝＝可知机械效率并不受影响。故A错误；

B、减小被提升物的质量，就减小了重物的重力，不计绳重和摩擦，动滑轮不变，即额外功不变的情况下，有用功减小了，所以机械效率就降低了。故B错误；

C、不计绳重和摩擦，减小定滑轮重力，有用功、额外功、总功均不受影响，所以机械效率不变。故C错误；

D、减小动滑轮的重力，在提升物体重力不变的情况下，即有用功不变的情况下，额外功减小了，所以机械效率就提高了，故D正确；

故选：D。

知识点04机械效率的计算

斜面的机械效率计算

F为沿斜面的拉力，G为物体的重力，s为斜面长，h为斜面高，f为物体与斜面间的摩擦力，则其机械效率为%＝%=%，因.

滑轮组的机械效率计算（竖直方向匀速提升物体）

设有n段绳子吊着动滑轮，动滑轮自重为G动，物体的重力为G，物体升高的距离为h，拉力为F，绳子自由端移动的距离为s.

则按照%，有下面两种计算方法：

①考虑动滑轮自重、绳重及摩擦

%＝%＝%（∵s＝nh）＝%.

②忽