第3讲 如何提高机械效率（原卷版）-【帮课堂】2022-2023学年九年级物理上册同步精品讲义（沪粤版）.docxVIP

第3讲如何提高机械效率

课程标准

课标解读

1.知道有用功、额外功和总功的含义及三者之间的关系；

2.理解机械效率的公式、变形公式，并能运用计算简单的机械效率；

3.培养学生对任何事情都要注意“效率”的科学态度。

1.（1）有用功：对我们有用的、需要的、有价值的功；

（2）额外功：对人们没有价值但是必须做的功；

（3）总功：动力对机械做的所有功；

（4）总功=有用功+额外功

2.

知识点01有用功、额外功和总功

1.有用功概念：对人们需要的、有价值的功，符号W有用，单位J；

2.额外功概念：对人们无利用价值但不得不做的功，符号W额外，单位J；

3.总功概念：动力对机械做的功，符号W总，单位J。

4.有用功、额外功、总功三者的关系

总功包含有用功和额外功，总功=有用功+额外功，用字母表示：W总=W有用+W额外。

5.有用功和总功的大小

理论中有用功和总功大小可以相等，也就是没有额外功，但是在现实生活中有用功永远都要比总功小，因为现实生活当中对机械做功就不可避免的存在着阻力或者其他物体所造成的额外功。

【即学即练1】把同样重100N的物体匀速向上提升，甲机械用时100s使物体升高h1，乙机械用时300s使物体升高h2，两机械做功情况的部分数据如图所示。

（1）甲的机械效率_____乙的机械效率；（选填“大于”“等于”“小于”）

（2）h2＝_____m，乙机械做的总功W2＝_____J；

（3）甲机械做的有用功_____乙机械做的有用功。（选填“大于”“等于”“小于”）

【答案】????小于????0.9????300????大于

【解析】（1）[1]根据

可知，甲的机械效率为25%，乙的机械效率为30%，故甲的机械效率小于乙的机械效率。

（2）[2]根据W有用＝Gh可得

乙机械使物体升高0.9m。

[3]乙机械做的总功

乙机械做的总功为300J。

（3）[4]甲机械做的总功

甲机械做的有用功

W有用1＝W1﹣W额外1＝2000J﹣1500J＝500J＞W有用2

故甲机械做的有用功大于乙机械做的有用功。

知识点02测量滑轮组机械效率

1．测量滑轮组的机械效率

原理

η＝eq\f(W有,W总)＝eq\f(Gh,Fs)

器材

除钩码、铁架台、滑轮、细线外，还需刻度尺、弹簧测力计

测量物理量

钩码重G、钩码被提升的高度h、拉力F、绳的自由端移动的距离s

注意事项

必须匀速竖直拉动弹簧测力计使钩码升高，以保证测力计示数大小不变

2．如图所示，在“测滑轮组机械效率”的实验中，物体重为5.4N。若物体上升高度为10cm，此时弹簧测力计的示数如图中所示，是2.4N，则滑轮组的机械效率是75%。

【即学即练2】同学们在“测量滑轮组的机械效率”时，有两位同学的实验过程同学们有异议，请你帮助分析和解决。

（1）一位同学的实验操作步骤如下：

①用弹簧测力计测出物重G；

②组装好实验器材，如图甲所示，拉动弹簧测力计使物体匀速上升；?????????????

③用刻度尺分别测出物体上升的高度h和绳端移动的距离s；

④在物体处于静止状态时，读出弹簧测力计的示数F；

⑤根据公式算出滑轮组的机械效率。

同学们进行交流之后一致认为该同学的实验步骤存在不合理，请你指出该操作步骤______（只写出该步骤的序号）；并说明不合理的原因及改进的方法。______

物重

物体上升的高度

测力计示数

测力计移动的距离

2

0.1

0.4

0.3

（2）另一位同学利用图甲所示滑轮组匀速提升重物，弹簧测力计的示数如图乙所示，他记录了如下数据：

①同学们对该同学的实验记录进行分析，发现他的实验结果是不符合物理规律的，其表现在：______。

②分析他的实验过程，会发现导致实验结果不符合物理规律的原因是______。

【答案】????④????见解析????见解析????见解析

【解析】（1）[1][2]步骤④中，在物体处于静止状态时，读出弹簧测力计的示数F，此时滑轮与轴之间以及绳与滑轮之间的摩擦是静摩擦；滑轮转动时，滑轮与轴之间以及绳与滑轮之间存在动摩擦，与静止状态弹簧测力计的示数不同。所以改进方法是：物体匀速上升时读弹簧测力计的示数。

（2）[3]数据中的有用功是

W有用=Gh=2N×0.1m=0.2J

总功

W总=Fs=0.4N×0.3m=0.12J

有用功大于总功，违背功的原理。

[4]由图乙可知，弹簧测力计的分度值是0.2N，弹簧测力计的示数读错了，应该为。

知识点03机械效率的计算

1.机械效率定义：物理学中，我们把有用功W有用与总功W总的比值，叫机械效率；机械效率=有用功/总功

2.用符号表达：。

在物理学理论中，一个机械的机械效率可以达到100%，但是在我们的