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2019-2020年九年級(jí)物理全冊(cè) 第十五章《功和機(jī)械能》15.2 機(jī)械效率學(xué)案 新人教版 目標(biāo)要求： 1 知道什么是有用功、額外功和總功。 2 知道什么叫機(jī)械效率，知道計(jì)算公式，知道機(jī)械效率點(diǎn)小于1。 重點(diǎn)難點(diǎn)： 理解機(jī)械效率 教學(xué)過(guò)程 自主學(xué)習(xí)： 1.利用機(jī)械做功時(shí)，對(duì)人們有用的那部分功叫做_____功。 2.機(jī)械工作時(shí)，總是存在摩擦，以及機(jī)械自身重力作用而不得不做的功叫_____功。 3.有用功和與額外功之和叫做_____。 4.有用功和總功的_____叫做機(jī)械效率。η=W有/W總。機(jī)械效率永遠(yuǎn)小于____。 5.斜面的η=_______；滑輪組的η=Gh/FS=_______；起重機(jī)的η=_______。 6.提高機(jī)械效率的方法：改進(jìn)結(jié)構(gòu)，使它更合理、更輕巧，定時(shí)潤(rùn)滑，減小______。 合作探究 1.分析：圖15.2-1中，有用功、額外功、總功分別是哪部分功 2.求起重機(jī)的機(jī)械效率應(yīng)該怎么確定有用功、額外功、總功？ 3.討論影響滑輪組機(jī)械效率的因素 4.探究：斜面的機(jī)械效率與什么因素有關(guān) （1）實(shí)驗(yàn)前，確定有用功、總功怎么計(jì)算 （2）注意實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，什么物理量保持不變，什么物理量需要改變 （3）分析歸納出：影響斜面機(jī)械效率的因素： 每課一練 基礎(chǔ)練習(xí) 1、機(jī)械效率是 ，公式為 ，在利用機(jī)械工作時(shí)，不可避免地要存在重力和 ，因而總是要做一部分 ，所以機(jī)械效率總是 1。（選填：大于、小于或等于）。 2、滑輪組的機(jī)械效率為80%，其含義是 。如果額外功為150J，則總功是 。 3、用動(dòng)滑輪提起一個(gè)重為1000N的物體，用的拉力是600N，物體升高1m，若動(dòng)滑輪重150N，則人做的總功為 J，有用功是 J，克服動(dòng)滑輪重做的額外功為 J，克服繩與滑輪間的摩擦做的功為 。 4、利用如圖15-2-2裝置勻速提升重為168N的物體時(shí)所用的拉力F是80N，則此滑輪組的機(jī)械效率是 。 5、分別用杠桿、動(dòng)滑輪和滑輪組將同一物體舉升相同高度，做的有用功( )． A．杠桿最多 B．動(dòng)滑輪最多 C．滑輪組最多 D．一樣多 6、總功是300 J，額外功是30 J，則有用功和機(jī)械效率是( )． A．270 J，10％ B．330 J，90％ C．270 J，90％ D．330 J，10％ 7、關(guān)于機(jī)械效率的說(shuō)法，正確的是( ) A．額外功越小，機(jī)械效率越高 B．總功越多，機(jī)械效率越高 C．有用功越高，機(jī)械效率越高 D．有用功在總功中占的比例越小，效率越低 8、用一動(dòng)滑輪把重為100 N的物體提高5 m，人拉繩的力為60 N， 問(wèn)：(1)人做的總功是多少? (2)人做的有用功是多少? (3)人做的額外功是多少? (4)動(dòng)滑輪的機(jī)械效率是多少? 能力拓展 1、已知甲、乙兩種機(jī)械在做功過(guò)程中，甲的機(jī)械效率比乙的機(jī)械效率大，這表明( )． A．甲做功比乙做功快 B．甲做的有用功比乙做的有用功多 C．甲做的額外功比乙做的額外功少 D．甲做的有用功與總功的比值比乙大 2、下列說(shuō)法中正確的是( )。 A．機(jī)械效率大的做功多 B．機(jī)械效率大的機(jī)械做的額外功少 C．機(jī)械效率大的機(jī)械做功快 D．機(jī)械效率越大，額外功與有用功的比值越小 3、下列關(guān)于功和機(jī)械效率的說(shuō)法正確的是 （ ） 　　A．功率越大的機(jī)械，做的功就越多． B．做功時(shí)間越長(zhǎng)的機(jī)械，做的功就越多． 　　C．機(jī)械效率低的機(jī)械，做的功就越少．D．機(jī)械效率高的機(jī)械，在總功相同時(shí)，其中有用功就越多 4．現(xiàn)要利用斜面將木箱拉上汽車(chē)，下列做法中可以提高斜面機(jī)械效率的是（ ） A．以較快的速度拉木箱 B．以較慢的速度拉木箱 C．減小斜面的傾斜程度 D．增大斜面的傾斜程度 5、分別用杠桿、斜面和滑輪組將同一物體舉到相同高度，做的有用功 （ ） 　　A．杠桿最多．　 B．斜面最多．C．滑輪組最多　　 D．一樣多．　 6、利用光滑斜面勻速提起重物時(shí)，它的機(jī)械效率（ ） 　　A．一定等于1　　　 B．一定大于1 C．一定小于1　　　 D．無(wú)法判定．　　　　 7、圖15-2-3中斜面高為2米，長(zhǎng)為10米，將100牛頓重的物體A沿著斜面由底端勻速拉到頂端，需要用平行于斜面的力F為25牛頓，那么關(guān)于功和斜面效率的說(shuō)法正確的是 　　　　?。? ） 　 A．有用功為200焦耳，斜面效率為80%　　 B．總功為200焦耳，斜面效率為25% C．有用功為50焦耳，斜面效率為25%．　　 D．總功為250焦耳，斜面效率為20%．　　 8、如圖15-2-4所示，用一動(dòng)滑輪把重100 N的沙子勻速提到 3 m高處，作用在繩末端的拉力為60 N，則滑輪組的機(jī)械效率為( )． A．30％ B．60％ C．83．3％D．120％ 9、如圖15-2-5所示，用同一滑輪組提升重物．第一次提升一個(gè)物體(圖甲)，第二次提升兩個(gè)等重的重物(圖乙)，比較甲、乙兩種情況，下列說(shuō)法不正確的是( )． A．第一次拉力F甲小于第二次拉力F乙 B．甲、乙兩種情況滑輪組機(jī)械效率相同 C．圖甲滑輪組機(jī)械效率比圖乙小 D．若將物體提升相同高度，圖乙做的有用功多些 10、在圖15-2-6所示的滑輪組裝置中，所掛重物的重力G=50N， 當(dāng)施加在繩子自由端的拉力F=30N時(shí)，重物恰好勻速上升，繩重 及一切摩擦均可忽略不計(jì)。由此可知（ ） A．該裝置的機(jī)械效率為60% B、該裝置的機(jī)械效率為55.6% C、該裝置中動(dòng)滑輪重為5N D、該裝置中動(dòng)滑輪重為10N 11、用100牛頓的力沿斜面勻速地把重400牛頓的物體從底端拉到頂端。 (1)設(shè)機(jī)械效率為100%時(shí)，斜面的高與長(zhǎng)之比為_(kāi)_____。 (2)設(shè)機(jī)械效率為80%時(shí)，斜面的高與長(zhǎng)之比為_(kāi)_____。　　 12、利用圖15-2-7所示的滑輪組把重量是800牛頓的物體G勻速拉起0.5米，忽略滑輪重量和摩擦，需要的拉力是______，若實(shí)際上勻速拉起重物的力是250牛頓則滑輪組的機(jī)械效率為_(kāi)_____。 13、 如圖15-2-8所示的甲、乙兩個(gè)滑輪組，每個(gè)滑輪的重力相同，用它們分別勻速吊起重都為G的物體，忽略摩擦阻力及繩重，則拉力之比 ；滑輪組甲的機(jī)械效率 （選填“大于”、“小于”或“等于”）滑輪組乙的機(jī)械效率。 14、 用一只木桶通過(guò)滑輪組到井下取水，第一次取半桶水，第二次取滿桶水（摩擦不計(jì)）。兩次比較： （選填“大于”、“小于”或“等于”）。 15、工人師傅常利用斜面把重物搬運(yùn)到汽車(chē)上，如圖15-2-9所示，汽車(chē)車(chē)廂底板高度 h=1．5 m，斜面長(zhǎng)度s=3 m，現(xiàn)用力F沿著斜面把重力G=1800N的重物勻速拉到車(chē)上，若不計(jì)摩擦，拉力F為 N，若實(shí)際拉力F=l 200 N，則該斜面的機(jī)械效率是 。 16、 在“測(cè)定滑輪組的機(jī)械效率”實(shí)驗(yàn)中： （1）需要的器材，除滑輪、鐵架臺(tái)、細(xì)繩、鉤碼和彈簧秤外，還應(yīng)有 ； （2）在提升鉤碼時(shí)，應(yīng)使彈簧秤拉著繩的自由端在豎直方向上做 運(yùn)動(dòng)； （3）若用同一滑輪組提升鉤碼，當(dāng)鉤碼增加時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率將 ； （4）若組成滑輪組的每個(gè)滑輪相同，提升相同的鉤碼，滑輪組的動(dòng)滑輪個(gè)數(shù)增加，機(jī)械效率將 。[本題不計(jì)摩擦力。（3）、（4）小題選填：變大、變小或不變] 17、 在測(cè)定一個(gè)定滑輪和一個(gè)動(dòng)滑輪組成的滑輪組（用三段繩子承擔(dān)砝碼重） 的機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)中 （1）需測(cè)定的物理量有： 、 、 、 ； （2）在圖15-2-10中，按要求畫(huà)出滑輪組的繞法； （3）寫(xiě)出此實(shí)驗(yàn)測(cè)算機(jī)械效率的公式； ； （4）影響滑輪組機(jī)械效率的主要因素是 和 。 18、外力對(duì)水泵做了7105焦耳的總功，水泵把5103千克的水送到10米高處， 計(jì)算：(1)水泵完成的有用功是多少？ 　　(2)水泵的機(jī)械效率是多少？ 19、如圖15-2-11所示，物體重180N，動(dòng)滑輪重20N，繩重和摩擦不計(jì).在拉力F 的作用下，物體正以0.1m/s的速度勻速上升. 求：（1）拉力F；（2）拉力做功的功率；（3）動(dòng)滑輪的機(jī)械效率. 20.如圖15-2-12所示是小明同學(xué)測(cè)滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)裝置圖.他在2s內(nèi)做了2.4J的有用功使重物勻速上升了0.4m，不計(jì)繩重及摩擦.請(qǐng)你回答： （1）彈簧測(cè)力計(jì)勻速向上運(yùn)動(dòng)的速度？ （2）該滑輪組的機(jī)械效率是多少？若僅增加鉤碼的個(gè)數(shù)，在不考慮滑輪的摩擦?xí)r，該滑輪組有機(jī)械效率將 （填“增大”、“減小”或“不變”）。 （3）根據(jù)題目所提供的相關(guān)信息，還可以求出其它一些物理量.請(qǐng)從中任選兩個(gè)并加以解答 21、用圖15-2-14所示的滑輪組將480 N的物體以0.3 m／s的速度勻速提起，繩子自由端的拉力為200 N(不計(jì)摩擦和繩重)，求： (1)滑輪組的機(jī)械效率； (2)若用該滑輪組將重600 N的物體勻速提升2 m時(shí)，拉力做的功。 22.如圖15-2-15所示，一個(gè)質(zhì)量60kg，底面積為0.1m2物塊，通過(guò)滑輪組在25N拉力作用下作勻速直線運(yùn)動(dòng)。已知物塊受到的滑動(dòng)摩擦力為物重的0.1倍。(g取10N/kg )。求： （1）在圖上作出物體對(duì)水平地面壓力的示意圖； （2）物體的重力是多少？ （3）物體靜止時(shí)對(duì)水平地面的壓強(qiáng)是多少？ （4）該滑輪組的機(jī)械效率是多少？ 23、瑞瑞同學(xué)家住樓上，最近正在裝修房子，需要搬運(yùn)裝修材料， 但有些材料由于樓道過(guò)窄不方便搬運(yùn)，于是瑞瑞建議采用如圖15-2-15所示的滑輪組，這樣站在地上就可以把材料運(yùn)上樓．若某次搬運(yùn)的材料重765N，被提升的高度為10m，人所用的拉力為450N求： （1）請(qǐng)你幫助瑞瑞畫(huà)出滑輪組的繞線示意圖．（2）用滑輪組提升材料時(shí)做的有用功是多少？（3）該滑輪組的機(jī)械效率是多少？（4）隨后，瑞瑞同學(xué)查閱了有關(guān)機(jī)械效率知識(shí)的資料，看到下表中的一組數(shù)據(jù)，請(qǐng)你找出這些機(jī)械設(shè)備效率的共同特點(diǎn)． 學(xué)后記：