人教版中考物理復(fù)習(xí)第十二章簡(jiǎn)單機(jī)械第二課時(shí)機(jī)械效率(杠桿、滑輪組、斜面)教學(xué)課件

第一部分教材梳理第十二章簡(jiǎn)單機(jī)械第二課時(shí)機(jī)械效率(杠桿、滑輪組、斜面)課程標(biāo)準(zhǔn)1.知道機(jī)械效率。了解提高機(jī)械效率的意義和途徑。2.能說出人類使用的一些機(jī)械。了解機(jī)械的使用對(duì)社會(huì)發(fā)展的作用。考點(diǎn)梳理考點(diǎn)1有用功、額外功和總功1.機(jī)械功原理：使用機(jī)械時(shí)，可以省________，或者省________，但不能省________。2.基本概念：（1）有用功：無(wú)論是否使用機(jī)械，把對(duì)人們有需要的、有價(jià)值的功叫做有用功，用符號(hào)________表示。力距離功W有用（2）額外功：使用機(jī)械時(shí)，把對(duì)人們既無(wú)利用價(jià)值又不得不做的功叫做額外功，用符號(hào)________表示。（3）總功：有用功和額外功之和叫做總功，用符號(hào)________表示。W總=____________。W額外W總W有用+W額外1.(八下P85改編)李玲同學(xué)值日時(shí)用水桶把水從一樓提到三樓，她做的有用功是（）A.對(duì)桶所做的功B.對(duì)水所做的功C.對(duì)水和桶所做的功D.對(duì)水、桶和人所做的功B考點(diǎn)2機(jī)械效率的概念及其計(jì)算1.定義：________跟________的比值叫做機(jī)械效率，用符號(hào)η表示。2.公式：η=________________。3.單位：機(jī)械效率沒有單位。注意：由于總存在額外功，即總功必定大于有用功，所以η總是小于1。有用功總功×100%4.豎直放置的滑輪組的機(jī)械效率：（1）有用功：克服重物的重力所做的功是有用功，用W有用=________進(jìn)行計(jì)算。（2）總功：繩子的拉力所做的功是總功，用W總=________進(jìn)行計(jì)算。GhFs注意：繩子自由端移動(dòng)的距離s與重物被提升的高度h的關(guān)系：s=nh，n表示提升動(dòng)滑輪的繩子的股數(shù)。則機(jī)械效率η=。2.(八下P88改編)簡(jiǎn)單機(jī)械的機(jī)械效率高是指（）A.有用功多 B.額外功少C.總功多 D.有用功占總功的比例高D3.(八下P88改編)一臺(tái)機(jī)器的機(jī)械效率為80%，當(dāng)它完成1000J的總功時(shí)，所做的有用功為（）A.1000J B.800J C.400J

D.200JB考點(diǎn)3滑輪組機(jī)械效率的測(cè)量1.實(shí)驗(yàn)原理是_________________。2.待測(cè)量：___________、__________________、_________________、____________________________。3.實(shí)驗(yàn)器材：鐵架臺(tái)、滑輪、鉤碼、細(xì)繩、_________________和___________。η=×100%鉤碼重G繩自由端拉力F鉤碼上升的高度h繩自由端通過的距離s彈簧測(cè)力計(jì)刻度尺4.測(cè)拉力時(shí)，應(yīng)沿豎直方向___________拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)。5.實(shí)驗(yàn)結(jié)論：（1）用同一個(gè)滑輪組提升不等重的物體，物體的重力越大時(shí)，機(jī)械效率________。（2）用不同的滑輪組提升等重的物體，動(dòng)滑輪越重的滑輪組，機(jī)械效率________。緩慢勻速越高越低相同（3）用同一個(gè)滑輪組提升同一個(gè)物體，提升高度不同時(shí)，機(jī)械效率________(填“相同”或“不同”)。拓展：實(shí)驗(yàn)時(shí)沒有刻度尺，可以用公式η=求機(jī)械效率。核心點(diǎn)精練考點(diǎn)1有用功、額外功和總功[10年3考：2016年(填空)、2020年(填空)、2021年(填空)考查]【例1】分析下列情況所做的功，在橫線上填“有用功”“額外功”或“總功”。（1）用水桶從井中提水的時(shí)候，對(duì)桶做的功是________，對(duì)水做的功是________，手拉打撈繩所做的功是________。額外功有用功總功（2）一只水桶掉在了井里，在打撈水桶時(shí)里面帶了些水，則把桶中的水提高做的功是________，把桶提高做的功是________，手拉打撈繩所做的功是________。額外功有用功總功思路點(diǎn)撥：做功具有目的性，依據(jù)人的目的來分析做功：對(duì)人有價(jià)值的功是有用功，對(duì)人沒有價(jià)值的功是額外功。1.用圖１-12-32中的滑輪組把貨物拉上貨倉(cāng)，貨物重為G，用力F拉繩端使貨物勻速上升，此過程中拉力F做的功是________，克服貨物重力做的功是________，克服動(dòng)滑輪重力和摩擦所做的功是________。（均填“有用功”“額外功”或“總功”）總功有用功額外功2.小明用重5N的桶從3m深的井中提起50N的水，在這過程中，小明做的有用功是________J，做的額外功是________J，做的總功是________J。15015165考點(diǎn)2機(jī)械效率的概念及其計(jì)算[10年3考：2013年(實(shí)驗(yàn))、2016年(填空)、2018年(計(jì)算)考查]【例2】甲、乙兩個(gè)機(jī)械，甲機(jī)械的效率是70%，乙機(jī)械的效率是50%，則（）A.使用甲機(jī)械做功省力B.使用乙機(jī)械做功多C.使用甲機(jī)械做的有用功占總功的比例大D.以上說法都不對(duì)C思路點(diǎn)撥：（1）機(jī)械效率是有用功和總功的比值，比較兩個(gè)機(jī)械效率時(shí)，只需要比較比值的大小。（2）機(jī)械效率與做功多少、做功快慢、省力與否無(wú)關(guān)。3.（2022荔灣）甲、乙兩機(jī)械，甲的機(jī)械效率是70%，乙的機(jī)械效率是50%，下列說法中正確的是（）A.使用甲機(jī)械做功不省力B.甲機(jī)械做功快C.相同時(shí)間內(nèi)，甲機(jī)械完成的功多D.乙機(jī)械的額外功在總功中占的比例大D4.（2022曹縣一模）如圖１－12-33所示，用滑輪組提升重物時(shí)，將重500N的物體在10s內(nèi)勻速提升2m,已知?jiǎng)踊喼貫?00N（不計(jì)繩重和摩擦），則提升重物的過程中（）A.滑輪組對(duì)重物做的功為1000JB.滑輪組的機(jī)械效率為55.6%C.繩子自由端拉力F的功率為60WD.提升的重物變?yōu)?00N時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率將變大A5.（2022南海模擬）如圖１－12-34所示，用滑輪組提升所受重力為800N的物體A，滑輪組繩子自由端在拉力F作用下豎直勻速移動(dòng)了12m,同時(shí)物體A被豎直勻速提升了4m,用時(shí)40s,滑輪組的額外功是800J。則滑輪組繩子自由端移動(dòng)的速度是______m/s；拉力F的功率是________W；滑輪組的機(jī)械效率是________。0.310080%6.（創(chuàng)新題）（2022南京模擬）把同樣重100N的物體勻速向上提升，甲機(jī)械用時(shí)100s使物體升高h(yuǎn)1，乙機(jī)械用時(shí)300s使物體升高h(yuǎn)2，兩機(jī)械做功情況的部分?jǐn)?shù)據(jù)如圖１-12-35所示。（1）甲的機(jī)械效率________（填“大于”“等于”或“小于”）乙的機(jī)械效率。小于（2）h2=________m,乙機(jī)械做的總功W2=________J。（3）甲機(jī)械做的有用功________（填“大于”“等于”或“小于”）乙機(jī)械做的有用功。0.9300大于考點(diǎn)3：機(jī)械功、功率與機(jī)械效率的概念（易錯(cuò)易混點(diǎn)）【例3】關(guān)于功率和機(jī)械效率，下列說法正確的是()A.機(jī)械效率越高的機(jī)械做功越快B.機(jī)械效率越高，功率越大C.功率越大的機(jī)械做功越多D.功率越大的機(jī)械做功越快D思路點(diǎn)撥：機(jī)械功反映做功的多少；功率的大小可以衡量一臺(tái)機(jī)器做功的快慢；而機(jī)械效率反映了總功被有效利用的程度，該值的高低可衡量一臺(tái)機(jī)器做功性能的優(yōu)劣。因此，機(jī)械功、功率與機(jī)械效率是三個(gè)完全不同的物理概念，它們之間沒有必然的聯(lián)系。7.關(guān)于功、功率和機(jī)械效率，下列說法正確的是()A.功率越大，做功越快，機(jī)械效率越大B.做功越少，功率越小，機(jī)械效率越小C.功率越大，反映做功越快，與機(jī)械效率無(wú)關(guān)D.機(jī)械效率越大，表明機(jī)械做的功越多C考點(diǎn)4：機(jī)械效率的拓展計(jì)算（重難點(diǎn)）【例4】學(xué)習(xí)了簡(jiǎn)單機(jī)械知識(shí)后，小明發(fā)明了如圖１-12-36所示的斜面搬運(yùn)防疫物資，某次勻速拉動(dòng)防疫物資，從斜面底端運(yùn)到高處。根據(jù)提供的基本信息完成下列題目。斜面高h(yuǎn)/m1.2斜面長(zhǎng)s/m3.6貨物重G/N450拉力F/N180（1）此次提升貨物所做的有用功為多少焦？（2）該斜面的機(jī)械效率是多少（小數(shù)點(diǎn)后保留一位有效數(shù)字）？（3）貨物與斜面間的摩擦力為多少焦？解：（1）在這過程中克服物體的重力做的功，即拉力做的有用功W有用＝Gh＝450N×1.2m＝540J。（2）在這過程中小明做的總功，即拉力做的總功W總＝Fs＝180N×3.6m＝648J，斜面的機(jī)械效率η＝×100%＝×100%≈83.3%。（3）克服摩擦力做的額外功W額外＝W總-W有用＝648J-540J＝108J，由W額外＝fs得，摩擦力f＝＝30N。答：（略）8.圖１-12-37是一種小型千斤頂?shù)氖疽鈭D，當(dāng)手往下壓動(dòng)搖臂時(shí)，能把重物抬高一段較小的距離，工人在10s時(shí)間內(nèi)用100N的力豎直向下壓動(dòng)搖臂2m，把1000N的重物勻速抬高14cm。求：（1）工人做的功。（2）此千斤頂?shù)臋C(jī)械效率。解：（1）人做的功是總功W總＝Fs＝100N×2m＝200J。（2）已知h＝14cm＝0.14m，所做的有用功W有用＝Gh＝1000N×0.14m＝140J，千斤頂?shù)臋C(jī)械效率η＝×100%＝×100%＝70%。答：（略）重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)探究滑輪組(或斜面)的機(jī)械效率與哪些因素有關(guān)(10年1考：2013年)實(shí)驗(yàn)名稱探究滑輪組（或斜面）的機(jī)械效率與哪些因素有關(guān)實(shí)驗(yàn)器材鐵架臺(tái)、滑輪、鉤碼、細(xì)繩、刻度尺、彈簧測(cè)力計(jì)考點(diǎn)歸納（1）實(shí)驗(yàn)原理：η=×100%續(xù)表考點(diǎn)歸納（2）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)表格:表頭包含鉤碼總重、上升高度、有用功、拉力、繩端移動(dòng)距離、總功、機(jī)械效率（3）若忽略摩擦，繩的繞法不同，對(duì)同一滑輪組的機(jī)械效率沒有影響（4）滑輪組的機(jī)械效率與物體上升的高度無(wú)關(guān)續(xù)表考點(diǎn)歸納（5）物體越重時(shí)滑輪組的機(jī)械效率越高（6）動(dòng)滑輪越輕時(shí)滑輪組的機(jī)械效率越高（7）實(shí)驗(yàn)過程中要沿豎直方向勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，邊拉邊讀數(shù)，不能靜止讀數(shù)（8）滑輪組的繞線（9）計(jì)算有用功、總功和機(jī)械效率（10）分析歸納提高機(jī)械效率的方法【例】【科學(xué)探究】小明、小平做“探究影響機(jī)械效率的因素”實(shí)驗(yàn)。（1）若小明、小平兩人用如圖１-12-38所示相同的定滑輪和動(dòng)滑輪，但繞線方法不同，且小平的更省力，請(qǐng)幫助他們繞好線。如答圖１-12-10所示。（2）他們的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下：實(shí)驗(yàn)次序鉤碼重G/N鉤碼上升的距離h/m有用功W有用/J彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)F/N彈簧測(cè)力計(jì)移動(dòng)的距離s/m總功W總/J機(jī)械效率η/%120.10.21.20.30.3656220.20.41.20.60.7256340.10.41.60.30.48460.10.62.20.291520.20.41.80.40.7256①?gòu)谋碇袛?shù)據(jù)可知，1、2、3次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是采用________（填“小明”或“小平”）的裝置實(shí)驗(yàn)得到的，4、5次數(shù)據(jù)是采用________（填“小明”或“小平”）的裝置實(shí)驗(yàn)得到的。②在實(shí)驗(yàn)操作中應(yīng)沿________方向________拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)；若某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)時(shí)加速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，則所測(cè)得的滑輪組機(jī)械效率與正確操作實(shí)驗(yàn)相比將________（填“偏大”“不變”或“偏小”）。小平小明豎直勻速偏?、廴艉雎岳K重和所有摩擦，從1、2次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知實(shí)驗(yàn)所用滑輪組的動(dòng)滑輪重為________N。④實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中有一組是錯(cuò)誤的，錯(cuò)誤的是第________次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。⑤比較第1、3次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析得出：使用同一滑輪組，____________可以提高滑輪組的機(jī)械效率。1.64增加物重⑥比較第________次實(shí)驗(yàn)和第________次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析得出：使用同一滑輪組，__________________對(duì)機(jī)械效率無(wú)影響。所以，即使不使用________（填測(cè)量工具），也能完成該實(shí)驗(yàn)。12物體上升的高度刻度尺⑦滑輪組的機(jī)械效率可能還與其他因素有關(guān)，請(qǐng)你作出恰當(dāng)?shù)牟孪耄夯喗M的機(jī)械效率與____________________(寫出一種影響因素即可)有關(guān)。⑧小平提出：因?yàn)槲矬w靜止時(shí)不用克服摩擦力做功，所以________（填“能”或“不能”）在滑輪靜止時(shí)讀數(shù)，否則將導(dǎo)致所測(cè)的機(jī)械效率偏________（填“大”或“小”）。繩重（或動(dòng)滑輪重等）不能大（3）利用小明和小平的實(shí)驗(yàn)裝置，你認(rèn)為如何來探究繞線方法對(duì)機(jī)械效率的影響？_________________________________________________________________________________________________________________________________________。（4）小明、小平發(fā)現(xiàn)無(wú)論怎樣改進(jìn)裝置，機(jī)械效率都低于1，原因是______________________________（寫出一條即可）。分別在小明和小平的裝置上掛上相同的重物，豎直勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，使重物上升相同高度，讀出拉力大小，計(jì)算并比較兩者的機(jī)械效率必須克服動(dòng)滑輪重力做額外功（5）通過實(shí)驗(yàn)，你認(rèn)為提高機(jī)械效率可以采用哪些方法？（至少寫出兩種）____________________________________________________________________________________________。增加物重、減小動(dòng)滑輪重和繩重（6）除了利用滑輪組測(cè)量機(jī)械效率，也可以利用其他機(jī)械測(cè)量機(jī)械效率，如利用斜面和杠桿測(cè)量機(jī)械效率，如圖１-12-39甲、乙所示。影響斜面機(jī)械效率的因素主要有__________________________________________________；影響杠桿機(jī)械效率的因素主要有____________________。斜面的傾斜角度、斜面的粗糙程度等杠桿自重、物重等1.(2021年)用圖１－12-40甲中的滑輪組提升重200N的物體，已知拉力F為80N，不計(jì)繩重和摩擦，物體和繩子自由端的運(yùn)動(dòng)情況如圖１－12-40乙所示，反映繩子自由端運(yùn)動(dòng)的圖線是________（填“A”或“B”），動(dòng)滑輪重為________N，3s內(nèi)拉力對(duì)物體做的有用功為________J。廣東中考A403002.(2020年)如圖１-12-41所示，人向下拉繩提升重物，已知物體重400N，動(dòng)滑輪重60N，不計(jì)繩重及摩擦，將重物勻速提升0.5m，人需用的拉力為________N，繩子自由端移動(dòng)的距離為________m，人所做的有用功為________J。23012003.（2016年）質(zhì)量為0.5kg的塑料桶裝滿水后總質(zhì)量為10kg，小明將其從地面勻速搬到高度為1m的桌面上，在豎直向上搬水的過程中所做的總功是________J，有用功是________J，機(jī)械效率是________。（g取10N/kg）1009595%