河北中考考點(diǎn)透析第15講 機(jī)械效率課件

第七單元功和能簡單機(jī)械第15講機(jī)械效率第七單元功和能簡單機(jī)械第15講機(jī)械效率目錄中考實(shí)驗(yàn)探究四特色分析一考點(diǎn)整合梳理二中考命題剖析三目錄中考實(shí)驗(yàn)探究四特色分析一考點(diǎn)整合梳理二中考命題剖析三近幾年來河北中考卷中對機(jī)械效率的考查主要設(shè)在第21題選擇題和第37題的計(jì)算題中，分值0.5~2分。主要有以下兩種情況：一是關(guān)于滑輪組或斜面機(jī)械效率的計(jì)算，設(shè)置在第37題中，難度較大；二是考查有關(guān)滑輪組機(jī)械效率大小的比較問題，一般設(shè)置在第21題，難度不大。預(yù)計(jì)2018年河北中考會(huì)在第37題處結(jié)合浮力、壓強(qiáng)等知識考查滑輪組機(jī)械效率的計(jì)算問題。近幾年來河北中考卷中對機(jī)械效率的考查主要設(shè)在第21題選擇題和·考點(diǎn)1機(jī)械效率·考點(diǎn)2機(jī)械效率的測量和與計(jì)算考點(diǎn)整合梳理二·考點(diǎn)1機(jī)械效率·考點(diǎn)2機(jī)械效率的測量和三種功有用功我們需要的，必須要做的功叫做有用功，用W有表示額外功我們在做有用功的同時(shí)，我們還不得不做的功叫做額外功，用W額表示總功有用功與額外功之和是總共做的功，叫做總功，用W總表示。用公式表示為W總＝W有＋W額考點(diǎn)1機(jī)械效率三種功有用功我們需要的，必須要做的功叫做有用功，用W有表示額機(jī)械效率定義物理學(xué)中，將有用功跟總功的比值叫做機(jī)械效率，用η表示表達(dá)式__________說明(1)任何機(jī)械的機(jī)械效率都小于1，機(jī)械效率只是一個(gè)比值，沒有單位；

(2)機(jī)械效率一般用百分?jǐn)?shù)表示；(3)機(jī)械效率的高低與使用機(jī)械是省力還是費(fèi)力無關(guān)；

(4)機(jī)械效率與功率不同，機(jī)械效率是有用功在總功中占的比例，而功率是表示做功快慢的物理量續(xù)表η＝機(jī)械效率定義物理學(xué)中，將有用功跟總功的比值叫做機(jī)械效率，用η考點(diǎn)2

機(jī)械效率的測量與計(jì)算1.測量滑輪組的機(jī)械效率實(shí)驗(yàn)探究：測量滑輪組的機(jī)械效率原理η＝

＝

示意圖操作沿________方向勻速提升重物豎直考點(diǎn)2機(jī)械效率的測量與計(jì)算1.測量滑輪組的機(jī)械效率實(shí)驗(yàn)續(xù)表工具彈簧測力計(jì)、刻度尺所測量物重G、物體上升高度h、拉力F、測力計(jì)移動(dòng)距離s結(jié)論(1)同一滑輪組，提升重物越多，機(jī)械效率越________；(2)提升相同重物，滑輪組中動(dòng)滑輪總重越大，機(jī)械效率越________，但越省力評估交流滑輪組的機(jī)械效率與物體上升高度和繩子移動(dòng)距離無關(guān)，與物體上升速度無關(guān)提高方法(1)減小動(dòng)滑輪的重；(2)減小摩擦；(3)增加物重公式推導(dǎo)η＝

＝

＝

＝

高低續(xù)表工具彈簧測力計(jì)、刻度尺所測量物重G、物體上升高度h、拉力(1)利用滑輪組提升重物時(shí)，在不考慮繩重和摩擦的情況下，產(chǎn)生額外功的原因是克服動(dòng)滑輪的自重做功，即W額＝G動(dòng)h，滑輪組的機(jī)械效率最終可表示為：η＝(2)利用定滑輪、動(dòng)滑輪和滑輪組提升相同重物、上升相同高度時(shí)，機(jī)械效率關(guān)系為：η定＞η動(dòng)＞η組。(3)利用斜面提升重物，克服摩擦所做的功為額外功，即W額＝fL。提示提示物理量簡單機(jī)械有用功總功機(jī)械效率杠桿W有＝Gh，G

是物重，h是物體上升的高度W總＝Fs，F(xiàn)是拉力(動(dòng)力)，s是拉力移動(dòng)的距離η＝×100%＝×100%斜面W有＝Gh，G是物重，h是斜面的高度W總＝FL，F(xiàn)為動(dòng)力，L為動(dòng)力作用點(diǎn)移動(dòng)的距離η＝×100%＝×100%2.簡單機(jī)械的機(jī)械效率計(jì)算物理量有用功總功機(jī)械效率杠桿W有＝G續(xù)表物理量簡單機(jī)械有用功總功機(jī)械效率滑輪及滑輪組克服物體重力G所做的功W有＝Gh拉力F所做的功W總＝Fs(s＝vt)，s＝hη＝×100%＝×100%＝×100%克服物體重力G所做的功W有＝Gh拉力F所做的功W總＝Fs，s＝nh(n為承載重物繩子的段數(shù))η＝×100%＝×100%＝×100%續(xù)表物理量有用功總功機(jī)械效率滑輪及滑物理量簡單機(jī)械有用功總功機(jī)械效率滑輪及滑輪組克服摩擦力所做的功W有＝fs物拉力F所做的功W總＝Fs＝Fns物η＝×100%＝×100%＝×100%續(xù)表物理量有用功總功機(jī)械效率滑輪及滑輪組·命題方向一

滑輪組機(jī)械效率的計(jì)算·命題方向二

斜面機(jī)械效率的計(jì)算中考命題剖析三·命題方向三

功、功率、機(jī)械效率的綜合分析·命題方向一滑輪組機(jī)械效率的計(jì)算·命題方向二斜面機(jī)械效率命題方向一滑輪組機(jī)械效率的計(jì)算考題1(2013?河北，37，6分)如圖15.1所示，重為1140N的物體，它與水平地面的接觸面積為1.5×103cm2。工人師傅用600N的力勻速提升物體，物體的速度為0.2m/s。(不計(jì)摩擦及繩重) 求：

(1)工人師傅拉繩的功率；(2)滑輪組的機(jī)械效率；(3)體重為450N的小明用此滑輪組提升物體，但物體沒有被拉動(dòng)，物體對地面的最小壓強(qiáng)為多大。圖15.1命題方向一滑輪組機(jī)械效率的計(jì)算考題1(2013?河北，解：(1)拉力的功率：P拉＝

＝

＝Fv繩＝600N×2×0.2m/s＝240W；(2)滑輪組的機(jī)械效率：η＝

＝

＝

＝＝95%；(3)由于忽略摩擦及繩重，2F＝G＋G動(dòng)，動(dòng)滑輪重：G動(dòng)＝2F－G＝2×600N－1140N＝60N，繩端最大拉力等于人體重力，則物體對滑輪組的拉力：F拉＝2G人－G動(dòng)，滑輪組提升物體的拉力：F拉′＝G－F支，物體受到的支持力：F支＝G－F拉′＝G－F拉＝G＋G動(dòng)－2G人＝1140N＋60N－2×450N＝300N，物體對地面的最小壓強(qiáng)：p＝

＝

＝

＝2.0×103Pa。解：(1)拉力的功率：P拉＝＝＝Fv【尋考法】本題通過滑輪組，考查了有關(guān)功率、機(jī)械效率和壓強(qiáng)的綜合計(jì)算問題，屬于高頻考點(diǎn)，歷年來河北中考中常將此類問題設(shè)置在計(jì)算應(yīng)用題的第37題，作為壓軸題之一，難度相對較大。考題中多是通過滑輪組，結(jié)合壓強(qiáng)、浮力考查運(yùn)用知識綜合計(jì)算的能力，如計(jì)算拉力、功率、機(jī)械效率，有時(shí)還會(huì)涉及滑輪的作圖問題、密度的計(jì)算問題?！緦た挤ā勘绢}通過滑輪組，考查了有關(guān)功率、機(jī)械效率和壓強(qiáng)的綜【探解法】(1)知道拉力大小，再求出拉力端移動(dòng)的距離，利用W總＝Fs求出總功，再利用功率公式P拉＝

，求拉力做功的功率；(2)不計(jì)繩重和摩擦，可利用公式η＝

，計(jì)算出滑輪組的機(jī)械效率；(3)由受力分析可求得物體受地面的支持力，由力的相互性可知物體對地面的壓力，知道壓力和接觸面積的大小，可利用公式p＝

計(jì)算出物體對地面的壓強(qiáng)?！咎浇夥ā?1)知道拉力大小，再求出拉力端移動(dòng)的距離，利用W【點(diǎn)學(xué)法】理解機(jī)械效率的概念，能夠正確地判斷有用功、額外功和總功，掌握計(jì)算機(jī)械效率的正確方法，同時(shí)熟練掌握壓強(qiáng)、浮力、功、功率的知識，增強(qiáng)綜合運(yùn)用這些知識的能力。 【規(guī)律方法小結(jié)】根據(jù)題中條件的不同，總功的計(jì)算可有多種方法：方法一：W總＝Fs(F、s均已知)；方法二：W總＝W有＋W額(W有、W額可直接計(jì)算)；方法三：W總＝(F、s均無法知道)?！军c(diǎn)學(xué)法】理解機(jī)械效率的概念，能夠正確地判斷有用功、額外功和變式1(2017?河北二模)用如圖甲所示的滑輪組從水中提升物體M，已知被提升的物體M質(zhì)量為76kg、體積為3×10－3m3，在物體M未露出水面的過程中，繩子自由端的拉力F將物體M以0.5m/s的速度勻速提升了10m的高度，此過程中，拉力F做的功W隨時(shí)間t的變化圖象如圖乙所示，不計(jì)繩重和摩擦力大小。求：(g取10N/kg)(1)物體M的重力；(2)動(dòng)滑輪下端掛鉤上的繩子拉力；(3)滑輪組提升物體M的機(jī)械效率。變式1(2017?河北二模)用如圖甲所示的滑輪組從水中提升物【解析】(1)物體M的重力：G＝mg＝76kg×10N/kg＝760N;(2)物體M浸沒在水中，則V排＝V＝3×10－3m3，物體M受到的浮力：F?。溅阉甮V排＝1×103kg/m3×10N/kg×3×10－3m3＝30N，則動(dòng)滑輪下端掛鉤上的繩子拉力：F拉＝G－F浮＝760N－30N＝730N；【解析】(1)物體M的重力：G＝mg＝76kg×10N/【解析】(3)由于物體M未露出水面，物體M受浮力作用，則滑輪組提升重物所做的有用功：W有＝F拉h(huán)＝730N×10m＝7300J，物體M以0.5m/s的速度勻速提升到10m的高度，由v＝

可知，運(yùn)動(dòng)的時(shí)間：t＝

＝

＝20s，由圖乙可知，此時(shí)拉力做的總功是8000J，所以滑輪組提升物體M的機(jī)械效率：η

＝

×100%＝×100%＝91.25%。【解析】(3)由于物體M未露出水面，物體M受浮力作用，則滑備選題庫1-1（2017?北京）如圖是用滑輪組提升建筑材料A的示意圖，在豎直向下的拉力F作用下，使重900N的建筑材料A在5s的時(shí)間里，勻速豎直上升了1m，繩自由端勻速豎直向下移動(dòng)了2m。在這個(gè)過程中，拉力F為500N，滑輪組的機(jī)械效率為η，拉力F做功的功率為P。求：（1）滑輪組的機(jī)械效率η；（2）拉力F的功率P。備選題庫1-1（2017?北京）如圖是用滑輪組提升建筑材料【解析】（1）W有用=Gh=900N×1m=900J；W總=Fs=500N×2m=1000J；機(jī)械效率η=

×100%

=

×100%

=90%；（2）拉力F的功率：P===200W?！窘馕觥浚?）W有用=Gh=900N×1m=900J考題2(2016?河北，37，6分)如圖15.2所示，某建筑工地用電動(dòng)機(jī)、定滑輪和斜面組成的裝置，將重為1600N的建材由斜面底端勻速拉到頂端。已知斜面傾角為30°，斜面高為4.5m，建材移動(dòng)的速度為0.4m/s，電動(dòng)機(jī)的輸出功率為400W，斜面的效率與整個(gè)裝置的效率之比η1

：η2＝10：9。(忽略定滑輪處摩擦及繩重)求：命題方向二斜面機(jī)械效率的計(jì)算(重點(diǎn))(1)對建材做的有用功。(2)斜面的效率。(3)電動(dòng)機(jī)消耗的電能。圖15.2考題2(2016?河北，37，6分)如圖15.2所示，某建筑解：(1)對建材做的有用功：W有＝Gh＝1600N×4.5m＝7200J；(2)如圖15.3所示，因?yàn)樵赗t△ABC中，∠BAC＝30°，所以AC＝2BC＝2×4.5m＝9m，s＝9m，根據(jù)P＝

＝

＝Fv可得，拉力F＝

＝

＝1000N，拉力做的總功W總＝Fs＝1000N×9m＝9000J，斜面的效率η1＝

＝

＝80%；(3)因?yàn)樾泵娴男逝c整個(gè)裝置的效率之比為η1

：η2

＝10：9，η1＝80%，則η2＝

η1＝×80%＝72%，所以根據(jù)η2＝

可得，電動(dòng)機(jī)消耗的電能W＝

＝

＝10000J。解：(1)對建材做的有用功：W有＝Gh＝1600N×4.【尋考法】本題通過斜面和電動(dòng)機(jī)考查了功、機(jī)械效率和電能的計(jì)算問題，綜合了物理學(xué)科中的力學(xué)、電學(xué)知識，是一道力電綜合題，并且需要用到數(shù)學(xué)上的三角函數(shù)的知識才能解答，總體難度較大，此類題型在河北考題中一般出現(xiàn)在第37題?！緦た挤ā勘绢}通過斜面和電動(dòng)機(jī)考查了功、機(jī)械效率和電能的計(jì)算【探解法】(1)利用W有＝Gh計(jì)算有用功；(2)根據(jù)在直角三角形中，30°角所對直角邊等于斜邊一半求出斜面的長度，根據(jù)定滑輪的工作特點(diǎn)可知拉力大小，然后利用W總＝Fs計(jì)算拉力做的功，即總功，再利用η1＝

計(jì)算斜面的效率；(3)根據(jù)斜面的效率與整個(gè)裝置的效率之比求出整個(gè)裝置的效率，再利用η2＝

計(jì)算電動(dòng)機(jī)消耗的電能。 【探解法】(1)利用W有＝Gh計(jì)算有用功；(2)根據(jù)在直角三【點(diǎn)學(xué)法】熟練掌握機(jī)械效率的計(jì)算公式，增強(qiáng)多知識點(diǎn)、跨學(xué)科知識應(yīng)用的意識。復(fù)習(xí)過程中，應(yīng)查看往年河北各年份中與之類似的考題，多加練習(xí)，形成解題思路。【點(diǎn)學(xué)法】熟練掌握機(jī)械效率的計(jì)算公式，增強(qiáng)多知識點(diǎn)、跨學(xué)科知變式2(2017?涿州一模)如圖所示，已知斜面長5m，高3m，繩端拉力為50N。利用這個(gè)滑輪裝置將重為100N的物體在5s內(nèi)從斜面的底端勻速拉到頂端。在此過程中：(1)物體沿斜面向上運(yùn)動(dòng)，繩端移動(dòng)的速度為多少？(2)拉力的功和功率各是多少？(3)整個(gè)裝置的機(jī)械效率是多少？變式2(2017?涿州一模)如圖所示，已知斜面長5m，高3【解析】(1)物體沿斜面向上運(yùn)動(dòng)的速度：v＝

＝

＝1m/s，v繩＝2v＝2×1m/s＝2m/s；(2)繩端移動(dòng)的距離：s′＝2s＝2×5m＝10m，拉力的功：W總＝Fs＝50N×10m＝500J，功率：P＝

＝

＝100W；(3)有用功：W有＝Gh＝100N×3m＝300J，整個(gè)裝置的機(jī)械效率：η＝×100%＝×100%＝60%。【解析】(1)物體沿斜面向上運(yùn)動(dòng)的速度：v＝＝命題方向三功、功率、機(jī)械效率的綜合分析考題3(2017?河北，21，3分，多選)用五個(gè)相同質(zhì)量的滑輪和繩子組成如圖15.4所示的甲、乙兩個(gè)滑輪組，在繩子自由端分別用力將重力為G的物體勻速提升，乙滑輪組的效率為η乙，不計(jì)摩擦、繩和木板的重，下列說法正確的是(

)A.兩個(gè)滑輪組的機(jī)械效率可能相等B.F1一定大于F2

C.每個(gè)滑輪重為 D.甲、乙將重物提升相同的高度，F(xiàn)1與F2的功率可能相等圖15.4B、C、D命題方向三功、功率、機(jī)械效率的綜合分析考題3(2017【尋考法】本題考查了做功公式、功率公式、滑輪組機(jī)械效率公式、滑輪組繩子拉力公式的應(yīng)用。此類問題有時(shí)會(huì)以多選題形式出現(xiàn)，還可能涉及的問題有：動(dòng)、定滑輪的判斷，重力或拉力移動(dòng)距離的比較，有用功和總功的計(jì)算比較等。【尋考法】本題考查了做功公式、功率公式、滑輪組機(jī)械效率公式、【探解法】由圖15.4可知，甲滑輪組只有1個(gè)動(dòng)滑輪，乙滑輪組有2個(gè)動(dòng)滑輪，且不計(jì)摩擦、繩和木板的重，因克服物體重力G做的功為有用功，克服物重和動(dòng)滑輪重做的功為總功，所以，兩滑輪組的機(jī)械效率分別為：η甲＝

＝＝

，η乙＝

＝

＝

，則η甲＞η乙，故A錯(cuò)誤；由η乙＝

可得，動(dòng)滑輪的重力(即每個(gè)滑輪重)：G動(dòng)＝，故C正確；【探解法】由圖15.4可知，甲滑輪組只有1個(gè)動(dòng)滑輪，乙滑輪組【探解法】由圖可知，n甲＝2，n乙＝4，不計(jì)摩擦、繩和木板的重，則兩滑輪組繩子的拉力分別為：F1＝(G＋G動(dòng))＝(2G＋2G動(dòng))，F(xiàn)2＝(G＋2G動(dòng))，因(2G＋2G動(dòng))＞(G＋2G動(dòng))，所以，F(xiàn)1＞F2，故B正確；甲、乙將重物提升相同的高度，拉力做功為總功，則F1與F2的功率分別為：P甲＝

＝，P乙＝＝，因t甲和t乙的關(guān)系不確定，所以F1與F2的功率可能相等，故D正確。故應(yīng)選B、C、D?！咎浇夥ā坑蓤D可知，n甲＝2，n乙＝4，不計(jì)摩擦、繩和木板的【點(diǎn)學(xué)法】透徹理解功、功率和機(jī)械效率的概念，弄清它們的區(qū)別。認(rèn)真辨析三者之間的關(guān)系，或者說搞清三者是否存在因果關(guān)系，適當(dāng)?shù)赜?xùn)練、強(qiáng)化這些理論知識。 【規(guī)律方法小結(jié)】功、功率、機(jī)械效率三者之間都不存在直接的因果關(guān)系，凡是題中提出這三者存在因果關(guān)系的語句均是不正確的?！军c(diǎn)學(xué)法】透徹理解功、功率和機(jī)械效率的概念，弄清它們的區(qū)別。變式3(2015?河北，21，3分，多選)用四只完全相同的滑輪和兩根相同的繩子組成如圖所示的甲、乙兩個(gè)滑輪組，在繩自由端用大小分別為F1和F2的拉力，將相同的物體勻速提升相同的高度。若不計(jì)繩重和摩擦，下列說法正確的是(

)A.F1大于F2

B.F1和F2做的功一定相等 C.甲、乙的機(jī)械效率不相等D.繩子自由端移動(dòng)的距離不相等，物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間可能相等A、B、D變式3(2015?河北，21，3分，多選)用四只完全相同的滑【解析】題目中不計(jì)繩重及摩擦，拉力F＝(G物＋G動(dòng))，甲滑輪組n1＝2，乙滑輪組n2＝3，所以繩子受的拉力分別是：F1＝(G物＋G動(dòng))，F(xiàn)2＝(G物＋G動(dòng))，所以F1＞F2，A正確；因?yàn)閯?dòng)滑輪重相同，提升的物體重和高度相同，W額＝G動(dòng)h，W有＝G物h，所以利用滑輪組做的有用功相同、額外功相同，則總功相同，根據(jù)η＝

可知：滑輪組的機(jī)械效率相同，B正確，C錯(cuò)誤；因?yàn)槔K子自由端移動(dòng)的距離s＝nh，n1＝2，n2＝3，提升物體的高度h相同，所以s1＝2h，s2＝3h，可見s1≠s2，物體上升速度不確定，上升高度相同，所以物體運(yùn)動(dòng)時(shí)間可能相等，D正確?！窘馕觥款}目中不計(jì)繩重及摩擦，拉力F＝(G物＋G動(dòng))備選題庫3-1（2017?哈爾濱)用如圖所示的裝置研究滑輪組機(jī)械效率，下列說法不正確的是（）A．彈簧測力計(jì)通常要豎直向上勻速拉動(dòng)B．測量機(jī)械效率的原理：η=（）×100%C．機(jī)械效率與動(dòng)滑輪重力的大小有關(guān)D．提高機(jī)械效率可以通過減小鉤碼的重力來實(shí)現(xiàn)D備選題庫3-1（2017?哈爾濱)用如圖所示的裝置研究滑輪【解析】在實(shí)驗(yàn)操作中應(yīng)豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測力計(jì)，這樣彈簧測力計(jì)處于平衡狀態(tài)，彈簧測力計(jì)的示數(shù)才反映了拉力的大小，故A正確；B．測量機(jī)械效率的原理：η=×100%，故B正確；C．圖中滑輪組的機(jī)械效率與動(dòng)滑輪的重力有關(guān)，在物重一定的條件下，動(dòng)滑輪越重，機(jī)械效率越低，故C正確；D．減小鉤碼的重力，在額外功相同的情況下，有用功減小，有用功占總功的百分百減小，滑輪組的機(jī)械效率減小，故D錯(cuò)誤。故選D?！窘馕觥吭趯?shí)驗(yàn)操作中應(yīng)豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測力計(jì)，這樣彈簧·實(shí)驗(yàn)測量滑輪組的機(jī)械效率中考實(shí)驗(yàn)探究四·實(shí)驗(yàn)測量滑輪組的機(jī)械效率中考實(shí)驗(yàn)探究四實(shí)驗(yàn)測量滑輪組的機(jī)械效率中考命題點(diǎn)1.彈簧測力計(jì)的使用和讀數(shù) 2.滑輪組繞線 3.彈簧測力計(jì)豎直勻速拉動(dòng)的目的(保證拉力等于彈簧測力計(jì)的示數(shù)) 4.機(jī)械效率(η＝

＝)以及功率(P＝)的計(jì)算實(shí)驗(yàn)測量滑輪組的機(jī)械效率中考命題點(diǎn)1.彈簧測力計(jì)的使用5.繩子自由端移動(dòng)的距離s和物體上升高度h的關(guān)系(s＝nh，其中n為承擔(dān)物重的繩子股數(shù)) 6.控制變量法的應(yīng)用 7.滑輪組機(jī)械效率的影響因素8.實(shí)驗(yàn)結(jié)論：在其他條件相同時(shí)，動(dòng)滑輪越重，機(jī)械效率越低；在繩子所能承受的范圍內(nèi)，所吊物體越重，機(jī)械效率越高5.繩子自由端移動(dòng)的距離s和物體上升高度h的關(guān)系(s＝nh，例(2017?齊齊哈爾)某小組在“測滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)”中得到的數(shù)據(jù)如表所示，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。例(2017?齊齊哈爾)某小組在“測滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)”中(1)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)沿豎直方向________緩慢拉動(dòng)彈簧測力計(jì)。(2)小組同學(xué)發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過程中邊拉動(dòng)邊讀數(shù)，彈簧測力計(jì)示數(shù)不穩(wěn)定，應(yīng)該靜止讀數(shù)，你認(rèn)為他的想法________(填“正確”或“不正確”)，因?yàn)樗麤]有考慮到________對滑輪組機(jī)械效率的影響。勻速不正確摩擦(1)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)沿豎直方向________緩慢拉動(dòng)彈簧測力計(jì)。(3)用丁圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得出表中第4次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，請將表中的兩個(gè)數(shù)據(jù)填寫完整。80%實(shí)驗(yàn)次數(shù)鉤碼重G/N鉤碼上升高度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%480.12.50.4(3)用丁圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得出表中第4次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，請將表中的(4)通過比較________(填實(shí)驗(yàn)次數(shù)的序號)兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得出結(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)無關(guān)。 (5)通過比較________(填實(shí)驗(yàn)次數(shù)的序號)兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得出結(jié)論：同一滑輪組提升重物時(shí)，物重越大，滑輪組的機(jī)械效率越高。 (6)通過比較3、4兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得出結(jié)論：__________________________________________________________________________________________________________________________________________。1、22、3不同滑輪組提升相同重物時(shí)，動(dòng)滑輪總重越輕，滑輪組的機(jī)械效率越高(或不同滑輪組提升相同重物時(shí)，動(dòng)滑輪總重越重，滑輪組的機(jī)械效率越低(4)通過比較________(填實(shí)驗(yàn)次數(shù)的序號)兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)補(bǔ)充設(shè)問(7)若給甲圖裝置多加一個(gè)動(dòng)滑輪并使用最省力的繞線方法，則繩子自由端移動(dòng)的距離是物體上升高度的________倍。若提升相同重物，此時(shí)的機(jī)械效率________(填“大于”“等于”或“小于”)原裝置的機(jī)械效率。(8)實(shí)驗(yàn)中要分別記下鉤碼和彈簧測力計(jì)的起始位置，是為了____________________________________________________________________________________________。4小于測量鉤碼和彈簧測力計(jì)移動(dòng)的距離，從而計(jì)算有用功和總功補(bǔ)充設(shè)問(7)若給甲圖裝置多加一個(gè)動(dòng)滑輪并使用最省力的繞線方(9)多次改變提升的鉤碼重測量滑輪組的機(jī)械效率，目的是為了______________________________________。 獲得多組數(shù)據(jù)歸納出物理規(guī)律(9)多次改變提升的鉤碼重測量滑輪組的機(jī)械效率，目的是為了_請翻到“活頁提升練”P192~194，完成“分層提升訓(xùn)練”請翻到“活頁提升練”P192~194，完成“分層提升訓(xùn)練”第七單元功和能簡單機(jī)械第15講機(jī)械效率第七單元功和能簡單機(jī)械第15講機(jī)械效率目錄中考實(shí)驗(yàn)探究四特色分析一考點(diǎn)整合梳理二中考命題剖析三目錄中考實(shí)驗(yàn)探究四特色分析一考點(diǎn)整合梳理二中考命題剖析三近幾年來河北中考卷中對機(jī)械效率的考查主要設(shè)在第21題選擇題和第37題的計(jì)算題中，分值0.5~2分。主要有以下兩種情況：一是關(guān)于滑輪組或斜面機(jī)械效率的計(jì)算，設(shè)置在第37題中，難度較大；二是考查有關(guān)滑輪組機(jī)械效率大小的比較問題，一般設(shè)置在第21題，難度不大。預(yù)計(jì)2018年河北中考會(huì)在第37題處結(jié)合浮力、壓強(qiáng)等知識考查滑輪組機(jī)械效率的計(jì)算問題。近幾年來河北中考卷中對機(jī)械效率的考查主要設(shè)在第21題選擇題和·考點(diǎn)1機(jī)械效率·考點(diǎn)2機(jī)械效率的測量和與計(jì)算考點(diǎn)整合梳理二·考點(diǎn)1機(jī)械效率·考點(diǎn)2機(jī)械效率的測量和三種功有用功我們需要的，必須要做的功叫做有用功，用W有表示額外功我們在做有用功的同時(shí)，我們還不得不做的功叫做額外功，用W額表示總功有用功與額外功之和是總共做的功，叫做總功，用W總表示。用公式表示為W總＝W有＋W額考點(diǎn)1機(jī)械效率三種功有用功我們需要的，必須要做的功叫做有用功，用W有表示額機(jī)械效率定義物理學(xué)中，將有用功跟總功的比值叫做機(jī)械效率，用η表示表達(dá)式__________說明(1)任何機(jī)械的機(jī)械效率都小于1，機(jī)械效率只是一個(gè)比值，沒有單位；

(2)機(jī)械效率一般用百分?jǐn)?shù)表示；(3)機(jī)械效率的高低與使用機(jī)械是省力還是費(fèi)力無關(guān)；

(4)機(jī)械效率與功率不同，機(jī)械效率是有用功在總功中占的比例，而功率是表示做功快慢的物理量續(xù)表η＝機(jī)械效率定義物理學(xué)中，將有用功跟總功的比值叫做機(jī)械效率，用η考點(diǎn)2

機(jī)械效率的測量與計(jì)算1.測量滑輪組的機(jī)械效率實(shí)驗(yàn)探究：測量滑輪組的機(jī)械效率原理η＝

＝

示意圖操作沿________方向勻速提升重物豎直考點(diǎn)2機(jī)械效率的測量與計(jì)算1.測量滑輪組的機(jī)械效率實(shí)驗(yàn)續(xù)表工具彈簧測力計(jì)、刻度尺所測量物重G、物體上升高度h、拉力F、測力計(jì)移動(dòng)距離s結(jié)論(1)同一滑輪組，提升重物越多，機(jī)械效率越________；(2)提升相同重物，滑輪組中動(dòng)滑輪總重越大，機(jī)械效率越________，但越省力評估交流滑輪組的機(jī)械效率與物體上升高度和繩子移動(dòng)距離無關(guān)，與物體上升速度無關(guān)提高方法(1)減小動(dòng)滑輪的重；(2)減小摩擦；(3)增加物重公式推導(dǎo)η＝

＝

＝

＝

高低續(xù)表工具彈簧測力計(jì)、刻度尺所測量物重G、物體上升高度h、拉力(1)利用滑輪組提升重物時(shí)，在不考慮繩重和摩擦的情況下，產(chǎn)生額外功的原因是克服動(dòng)滑輪的自重做功，即W額＝G動(dòng)h，滑輪組的機(jī)械效率最終可表示為：η＝(2)利用定滑輪、動(dòng)滑輪和滑輪組提升相同重物、上升相同高度時(shí)，機(jī)械效率關(guān)系為：η定＞η動(dòng)＞η組。(3)利用斜面提升重物，克服摩擦所做的功為額外功，即W額＝fL。提示提示物理量簡單機(jī)械有用功總功機(jī)械效率杠桿W有＝Gh，G

是物重，h是物體上升的高度W總＝Fs，F(xiàn)是拉力(動(dòng)力)，s是拉力移動(dòng)的距離η＝×100%＝×100%斜面W有＝Gh，G是物重，h是斜面的高度W總＝FL，F(xiàn)為動(dòng)力，L為動(dòng)力作用點(diǎn)移動(dòng)的距離η＝×100%＝×100%2.簡單機(jī)械的機(jī)械效率計(jì)算物理量有用功總功機(jī)械效率杠桿W有＝G續(xù)表物理量簡單機(jī)械有用功總功機(jī)械效率滑輪及滑輪組克服物體重力G所做的功W有＝Gh拉力F所做的功W總＝Fs(s＝vt)，s＝hη＝×100%＝×100%＝×100%克服物體重力G所做的功W有＝Gh拉力F所做的功W總＝Fs，s＝nh(n為承載重物繩子的段數(shù))η＝×100%＝×100%＝×100%續(xù)表物理量有用功總功機(jī)械效率滑輪及滑物理量簡單機(jī)械有用功總功機(jī)械效率滑輪及滑輪組克服摩擦力所做的功W有＝fs物拉力F所做的功W總＝Fs＝Fns物η＝×100%＝×100%＝×100%續(xù)表物理量有用功總功機(jī)械效率滑輪及滑輪組·命題方向一

滑輪組機(jī)械效率的計(jì)算·命題方向二

斜面機(jī)械效率的計(jì)算中考命題剖析三·命題方向三

功、功率、機(jī)械效率的綜合分析·命題方向一滑輪組機(jī)械效率的計(jì)算·命題方向二斜面機(jī)械效率命題方向一滑輪組機(jī)械效率的計(jì)算考題1(2013?河北，37，6分)如圖15.1所示，重為1140N的物體，它與水平地面的接觸面積為1.5×103cm2。工人師傅用600N的力勻速提升物體，物體的速度為0.2m/s。(不計(jì)摩擦及繩重) 求：

(1)工人師傅拉繩的功率；(2)滑輪組的機(jī)械效率；(3)體重為450N的小明用此滑輪組提升物體，但物體沒有被拉動(dòng)，物體對地面的最小壓強(qiáng)為多大。圖15.1命題方向一滑輪組機(jī)械效率的計(jì)算考題1(2013?河北，解：(1)拉力的功率：P拉＝

＝

＝Fv繩＝600N×2×0.2m/s＝240W；(2)滑輪組的機(jī)械效率：η＝

＝

＝

＝＝95%；(3)由于忽略摩擦及繩重，2F＝G＋G動(dòng)，動(dòng)滑輪重：G動(dòng)＝2F－G＝2×600N－1140N＝60N，繩端最大拉力等于人體重力，則物體對滑輪組的拉力：F拉＝2G人－G動(dòng)，滑輪組提升物體的拉力：F拉′＝G－F支，物體受到的支持力：F支＝G－F拉′＝G－F拉＝G＋G動(dòng)－2G人＝1140N＋60N－2×450N＝300N，物體對地面的最小壓強(qiáng)：p＝

＝

＝

＝2.0×103Pa。解：(1)拉力的功率：P拉＝＝＝Fv【尋考法】本題通過滑輪組，考查了有關(guān)功率、機(jī)械效率和壓強(qiáng)的綜合計(jì)算問題，屬于高頻考點(diǎn)，歷年來河北中考中常將此類問題設(shè)置在計(jì)算應(yīng)用題的第37題，作為壓軸題之一，難度相對較大?？碱}中多是通過滑輪組，結(jié)合壓強(qiáng)、浮力考查運(yùn)用知識綜合計(jì)算的能力，如計(jì)算拉力、功率、機(jī)械效率，有時(shí)還會(huì)涉及滑輪的作圖問題、密度的計(jì)算問題?！緦た挤ā勘绢}通過滑輪組，考查了有關(guān)功率、機(jī)械效率和壓強(qiáng)的綜【探解法】(1)知道拉力大小，再求出拉力端移動(dòng)的距離，利用W總＝Fs求出總功，再利用功率公式P拉＝

，求拉力做功的功率；(2)不計(jì)繩重和摩擦，可利用公式η＝

，計(jì)算出滑輪組的機(jī)械效率；(3)由受力分析可求得物體受地面的支持力，由力的相互性可知物體對地面的壓力，知道壓力和接觸面積的大小，可利用公式p＝

計(jì)算出物體對地面的壓強(qiáng)。【探解法】(1)知道拉力大小，再求出拉力端移動(dòng)的距離，利用W【點(diǎn)學(xué)法】理解機(jī)械效率的概念，能夠正確地判斷有用功、額外功和總功，掌握計(jì)算機(jī)械效率的正確方法，同時(shí)熟練掌握壓強(qiáng)、浮力、功、功率的知識，增強(qiáng)綜合運(yùn)用這些知識的能力。 【規(guī)律方法小結(jié)】根據(jù)題中條件的不同，總功的計(jì)算可有多種方法：方法一：W總＝Fs(F、s均已知)；方法二：W總＝W有＋W額(W有、W額可直接計(jì)算)；方法三：W總＝(F、s均無法知道)?！军c(diǎn)學(xué)法】理解機(jī)械效率的概念，能夠正確地判斷有用功、額外功和變式1(2017?河北二模)用如圖甲所示的滑輪組從水中提升物體M，已知被提升的物體M質(zhì)量為76kg、體積為3×10－3m3，在物體M未露出水面的過程中，繩子自由端的拉力F將物體M以0.5m/s的速度勻速提升了10m的高度，此過程中，拉力F做的功W隨時(shí)間t的變化圖象如圖乙所示，不計(jì)繩重和摩擦力大小。求：(g取10N/kg)(1)物體M的重力；(2)動(dòng)滑輪下端掛鉤上的繩子拉力；(3)滑輪組提升物體M的機(jī)械效率。變式1(2017?河北二模)用如圖甲所示的滑輪組從水中提升物【解析】(1)物體M的重力：G＝mg＝76kg×10N/kg＝760N;(2)物體M浸沒在水中，則V排＝V＝3×10－3m3，物體M受到的浮力：F?。溅阉甮V排＝1×103kg/m3×10N/kg×3×10－3m3＝30N，則動(dòng)滑輪下端掛鉤上的繩子拉力：F拉＝G－F浮＝760N－30N＝730N；【解析】(1)物體M的重力：G＝mg＝76kg×10N/【解析】(3)由于物體M未露出水面，物體M受浮力作用，則滑輪組提升重物所做的有用功：W有＝F拉h(huán)＝730N×10m＝7300J，物體M以0.5m/s的速度勻速提升到10m的高度，由v＝

可知，運(yùn)動(dòng)的時(shí)間：t＝

＝

＝20s，由圖乙可知，此時(shí)拉力做的總功是8000J，所以滑輪組提升物體M的機(jī)械效率：η

＝

×100%＝×100%＝91.25%?！窘馕觥?3)由于物體M未露出水面，物體M受浮力作用，則滑備選題庫1-1（2017?北京）如圖是用滑輪組提升建筑材料A的示意圖，在豎直向下的拉力F作用下，使重900N的建筑材料A在5s的時(shí)間里，勻速豎直上升了1m，繩自由端勻速豎直向下移動(dòng)了2m。在這個(gè)過程中，拉力F為500N，滑輪組的機(jī)械效率為η，拉力F做功的功率為P。求：（1）滑輪組的機(jī)械效率η；（2）拉力F的功率P。備選題庫1-1（2017?北京）如圖是用滑輪組提升建筑材料【解析】（1）W有用=Gh=900N×1m=900J；W總=Fs=500N×2m=1000J；機(jī)械效率η=

×100%

=

×100%

=90%；（2）拉力F的功率：P===200W?！窘馕觥浚?）W有用=Gh=900N×1m=900J考題2(2016?河北，37，6分)如圖15.2所示，某建筑工地用電動(dòng)機(jī)、定滑輪和斜面組成的裝置，將重為1600N的建材由斜面底端勻速拉到頂端。已知斜面傾角為30°，斜面高為4.5m，建材移動(dòng)的速度為0.4m/s，電動(dòng)機(jī)的輸出功率為400W，斜面的效率與整個(gè)裝置的效率之比η1

：η2＝10：9。(忽略定滑輪處摩擦及繩重)求：命題方向二斜面機(jī)械效率的計(jì)算(重點(diǎn))(1)對建材做的有用功。(2)斜面的效率。(3)電動(dòng)機(jī)消耗的電能。圖15.2考題2(2016?河北，37，6分)如圖15.2所示，某建筑解：(1)對建材做的有用功：W有＝Gh＝1600N×4.5m＝7200J；(2)如圖15.3所示，因?yàn)樵赗t△ABC中，∠BAC＝30°，所以AC＝2BC＝2×4.5m＝9m，s＝9m，根據(jù)P＝

＝

＝Fv可得，拉力F＝

＝

＝1000N，拉力做的總功W總＝Fs＝1000N×9m＝9000J，斜面的效率η1＝

＝

＝80%；(3)因?yàn)樾泵娴男逝c整個(gè)裝置的效率之比為η1

：η2

＝10：9，η1＝80%，則η2＝

η1＝×80%＝72%，所以根據(jù)η2＝

可得，電動(dòng)機(jī)消耗的電能W＝

＝

＝10000J。解：(1)對建材做的有用功：W有＝Gh＝1600N×4.【尋考法】本題通過斜面和電動(dòng)機(jī)考查了功、機(jī)械效率和電能的計(jì)算問題，綜合了物理學(xué)科中的力學(xué)、電學(xué)知識，是一道力電綜合題，并且需要用到數(shù)學(xué)上的三角函數(shù)的知識才能解答，總體難度較大，此類題型在河北考題中一般出現(xiàn)在第37題?！緦た挤ā勘绢}通過斜面和電動(dòng)機(jī)考查了功、機(jī)械效率和電能的計(jì)算【探解法】(1)利用W有＝Gh計(jì)算有用功；(2)根據(jù)在直角三角形中，30°角所對直角邊等于斜邊一半求出斜面的長度，根據(jù)定滑輪的工作特點(diǎn)可知拉力大小，然后利用W總＝Fs計(jì)算拉力做的功，即總功，再利用η1＝

計(jì)算斜面的效率；(3)根據(jù)斜面的效率與整個(gè)裝置的效率之比求出整個(gè)裝置的效率，再利用η2＝

計(jì)算電動(dòng)機(jī)消耗的電能。 【探解法】(1)利用W有＝Gh計(jì)算有用功；(2)根據(jù)在直角三【點(diǎn)學(xué)法】熟練掌握機(jī)械效率的計(jì)算公式，增強(qiáng)多知識點(diǎn)、跨學(xué)科知識應(yīng)用的意識。復(fù)習(xí)過程中，應(yīng)查看往年河北各年份中與之類似的考題，多加練習(xí)，形成解題思路?！军c(diǎn)學(xué)法】熟練掌握機(jī)械效率的計(jì)算公式，增強(qiáng)多知識點(diǎn)、跨學(xué)科知變式2(2017?涿州一模)如圖所示，已知斜面長5m，高3m，繩端拉力為50N。利用這個(gè)滑輪裝置將重為100N的物體在5s內(nèi)從斜面的底端勻速拉到頂端。在此過程中：(1)物體沿斜面向上運(yùn)動(dòng)，繩端移動(dòng)的速度為多少？(2)拉力的功和功率各是多少？(3)整個(gè)裝置的機(jī)械效率是多少？變式2(2017?涿州一模)如圖所示，已知斜面長5m，高3【解析】(1)物體沿斜面向上運(yùn)動(dòng)的速度：v＝

＝

＝1m/s，v繩＝2v＝2×1m/s＝2m/s；(2)繩端移動(dòng)的距離：s′＝2s＝2×5m＝10m，拉力的功：W總＝Fs＝50N×10m＝500J，功率：P＝

＝

＝100W；(3)有用功：W有＝Gh＝100N×3m＝300J，整個(gè)裝置的機(jī)械效率：η＝×100%＝×100%＝60%。【解析】(1)物體沿斜面向上運(yùn)動(dòng)的速度：v＝＝命題方向三功、功率、機(jī)械效率的綜合分析考題3(2017?河北，21，3分，多選)用五個(gè)相同質(zhì)量的滑輪和繩子組成如圖15.4所示的甲、乙兩個(gè)滑輪組，在繩子自由端分別用力將重力為G的物體勻速提升，乙滑輪組的效率為η乙，不計(jì)摩擦、繩和木板的重，下列說法正確的是(

)A.兩個(gè)滑輪組的機(jī)械效率可能相等B.F1一定大于F2

C.每個(gè)滑輪重為 D.甲、乙將重物提升相同的高度，F(xiàn)1與F2的功率可能相等圖15.4B、C、D命題方向三功、功率、機(jī)械效率的綜合分析考題3(2017【尋考法】本題考查了做功公式、功率公式、滑輪組機(jī)械效率公式、滑輪組繩子拉力公式的應(yīng)用。此類問題有時(shí)會(huì)以多選題形式出現(xiàn)，還可能涉及的問題有：動(dòng)、定滑輪的判斷，重力或拉力移動(dòng)距離的比較，有用功和總功的計(jì)算比較等?！緦た挤ā勘绢}考查了做功公式、功率公式、滑輪組機(jī)械效率公式、【探解法】由圖15.4可知，甲滑輪組只有1個(gè)動(dòng)滑輪，乙滑輪組有2個(gè)動(dòng)滑輪，且不計(jì)摩擦、繩和木板的重，因克服物體重力G做的功為有用功，克服物重和動(dòng)滑輪重做的功為總功，所以，兩滑輪組的機(jī)械效率分別為：η甲＝

＝＝

，η乙＝

＝

＝

，則η甲＞η乙，故A錯(cuò)誤；由η乙＝

可得，動(dòng)滑輪的重力(即每個(gè)滑輪重)：G動(dòng)＝，故C正確；【探解法】由圖15.4可知，甲滑輪組只有1個(gè)動(dòng)滑輪，乙滑輪組【探解法】由圖可知，n甲＝2，n乙＝4，不計(jì)摩擦、繩和木板的重，則兩滑輪組繩子的拉力分別為：F1＝(G＋G動(dòng))＝(2G＋2G動(dòng))，F(xiàn)2＝(G＋2G動(dòng))，因(2G＋2G動(dòng))＞(G＋2G動(dòng))，所以，F(xiàn)1＞F2，故B正確；甲、乙將重物提升相同的高度，拉力做功為總功，則F1與F2的功率分別為：P甲＝

＝，P乙＝＝，因t甲和t乙的關(guān)系不確定，所以F1與F2的功率可能相等，故D正確。故應(yīng)選B、C、D?！咎浇夥ā坑蓤D可知，n甲＝2，n乙＝4，不計(jì)摩擦、繩和木板的【點(diǎn)學(xué)法】透徹理解功、功率和機(jī)械效率的概念，弄清它們的區(qū)別。認(rèn)真辨析三者之間的關(guān)系，或者說搞清三者是否存在因果關(guān)系，適當(dāng)?shù)赜?xùn)練、強(qiáng)化這些理論知識。 【規(guī)律方法小結(jié)】功、功率、機(jī)械效率三者之間都不存在直接的因果關(guān)系，凡是題中提出這三者存在因果關(guān)系的語句均是不正確的?！军c(diǎn)學(xué)法】透徹理解功、功率和機(jī)械效率的概念，弄清它們的區(qū)別。變式3(2015?河北，21，3分，多選)用四只完全相同的滑輪和兩根相同的繩子組成如圖所示的甲、乙兩個(gè)滑輪組，在繩自由端用大小分別為F1和F2的拉力，將相同的物體勻速提升相同的高度。若不計(jì)繩重和摩擦，下列說法正確的是(

)A.F1大于F2

B.F1和F2做的功一定相等 C.甲、乙的機(jī)械效率不相等D.繩子自由端移動(dòng)的距離不相等，物體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間可能相等A、B、D變式3(2015?河北，21，3分，多選)用四只完全相同的滑【解析】題目中不計(jì)繩重及摩擦，拉力F＝(G物＋G動(dòng))，甲滑輪組n1＝2，乙滑輪組n2＝3，所以繩子受的拉力分別是：F1＝(G物＋G動(dòng))，F(xiàn)2＝(G物＋G動(dòng))，所以F1＞F2，A正確；因?yàn)閯?dòng)滑輪重相同，提升的物體重和高度相同，W額＝G動(dòng)h，W有＝G物h，所以利用滑輪組做的有用功相同、額外功相同，則總功相同，根據(jù)η＝

可知：滑輪組的機(jī)械效率相同，B正確，C錯(cuò)誤；因?yàn)槔K子自由端移動(dòng)的距離s＝nh，n1＝2，n2＝3，提升物體的高度h相同，所以s1＝2h，s2＝3h，可見s1≠s2，物體上升速度不確定，上升高度相同，所以物體運(yùn)動(dòng)時(shí)間可能相等，D正確?！窘馕觥款}目中不計(jì)繩重及摩擦，拉力F＝(G物＋G動(dòng))備選題庫3-1（2017?哈爾濱)用