徐州专版2020中考物理复习方案第三部分机械能内能欧姆定律第19课时机械效率课件 37页

第 19 课时 机械效率 第三部分 　 机械、能、内能、欧姆定律 教材梳理 夯实基础 重难探究 逐个探究 考点　机械效率 1. 有用功、额外功和总功 2.机械效率 (1) 有用功 : 对人们有用的功 , 用 W 有用 表示。 (2) 额外功 : 并非我们需要但又不得不做的功 , 用 W 额外 表示。 (3) 总功 : 有用功与额外功之和或动力所做的功 , 用 W 总 表示 , 即 W 总 = 　　　　　　 。 (1) 定义 : 有用功与总功的 　　　　 。 (2 ) (3) 机械效率是一个比值 , 常用百分数表示。由于使用机械时总会做一些额外功 , 总有 W 有用 　　 W 总 , 因此机械效率总 　　 1 。 W 有用 +W 额外 < 比值 小于 教材梳理 夯实基础 重难探究 逐个探究 【 点拨 】 教材梳理 夯实基础 重难探究 逐个突破 探究一　知道机械效率(了解) 例 1 [2019·徐州] 工人用杠杆将重为180 N的物体匀速提升0.5 m,做了100 J的功。求: (1)提升物体做的有用功。 (2)杠杆的机械效率。 教材梳理 夯实基础 重难探究 逐个突破 探究一　知道机械效率(了解) 例 1 [2019·徐州] 工人用杠杆将重为180 N的物体匀速提升0.5 m,做了100 J的功。求: (2)杠杆的机械效率。 例2 [2018·徐州] 如图19-1所示,工人师傅用动滑轮匀速提升重物。使用动滑轮的好处是 　 。若物体重450 N,工人所用拉力为250 N,则动滑轮的机械效率为 　　　　 ;用该滑轮匀速提升重600 N的物体,则工人所用的拉力为 　　　　 N。(不计绳重和摩擦)  教材梳理 夯实基础 重难探究 逐个突破 图 19-1 325 省力 90% 教材梳理 夯实基础 重难探究 逐个突破 例3 如图19-2所示,斜面长s=10 m,高h=4 m。用沿斜面方向的推力F,将一个重为100 N的物体由斜面底端A以0.2 m/s的速度匀速推到顶端B。运动过程中物体克服摩擦力做了100 J的功,求: (1)推力做的有用功。 (2)推力做的总功。 (3)物体在斜面上匀速运动时受到的摩擦力。 (4)斜面的机械效率。 (5)推力F的大小。 (6)推力的功率。 图 19-2 解 :(1) 推力做的有用功 W 有用 =Gh=100 N×4 m=400 J 。 教材梳理 夯实基础 重难探究 逐个突破 例3 如图19-2所示,斜面长s=10 m,高h=4 m。用沿斜面方向的推力F,将一个重为100 N的物体由斜面底端A以0.2 m/s的速度匀速推到顶端B。运动过程中物体克服摩擦力做了100 J的功,求: (2)推力做的总功。 图 19-2 解 : (2) 推力做的总功 W 总 =W 有用 +W 额外 =400 J+100 J=500 J 。 教材梳理 夯实基础 重难探究 逐个突破 例3 如图19-2所示,斜面长s=10 m,高h=4 m。用沿斜面方向的推力F,将一个重为100 N的物体由斜面底端A以0.2 m/s的速度匀速推到顶端B。运动过程中物体克服摩擦力做了100 J的功,求: (3)物体在斜面上匀速运动时受到的摩擦力。 图 19-2 教材梳理 夯实基础 重难探究 逐个突破 例3 如图19-2所示,斜面长s=10 m,高h=4 m。用沿斜面方向的推力F,将一个重为100 N的物体由斜面底端A以0.2 m/s的速度匀速推到顶端B。运动过程中物体克服摩擦力做了100 J的功,求: (4)斜面的机械效率。 图 19-2 教材梳理 夯实基础 重难探究 逐个突破 例3 如图19-2所示,斜面长s=10 m,高h=4 m。用沿斜面方向的推力F,将一个重为100 N的物体由斜面底端A以0.2 m/s的速度匀速推到顶端B。运动过程中物体克服摩擦力做了100 J的功,求: (5)推力F的大小。 图 19-2 教材梳理 夯实基础 重难探究 逐个突破 例3 如图19-2所示,斜面长s=10 m,高h=4 m。用沿斜面方向的推力F,将一个重为100 N的物体由斜面底端A以0.2 m/s的速度匀速推到顶端B。运动过程中物体克服摩擦力做了100 J的功,求: (6)推力的功率。 图 19-2 教材梳理 夯实基础 重难探究 逐个突破 【变式1】 [2016·徐州] 如图19-3所示,一根均匀的细木棒OC,OA=OC,B为OC的中点,在C点施力将挂在A点的重为180 N的物体匀速提升0.2 m,木棒的机械效率为90%,这里的木棒是一种简单机械,为 　　　　 ,提升该物体做的有用功是 　　　　 J,木棒重为 　　　　 N。(不计摩擦)  图 19-3 教材梳理 夯实基础 重难探究 逐个突破 [ 答案 ] 杠杆　36　10 教材梳理 夯实基础 重难探究 逐个突破 【变式2】 [2018·徐州二模] 如图19-4所示,小明用滑轮组匀速提升重为200 N的物体,物体上升2 m,人所用的拉力为125 N。此过程中,绳子自由端移动 ______ m,滑轮组的机械效率是 　　　　 ,如果动滑轮重为30 N,则克服绳重和摩擦做功 　　　　 J。  图 19-4 40 4 80% 例 4 已知甲、乙两种机械在做功过程中,甲的机械效率比乙的机械效率大,这表明 (　　) 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.甲做的额外功比乙做的额外功少 D.甲做的有用功与总功的比值比乙大 教材梳理 夯实基础 重难探究 逐个突破 探究二　了解提高机械效率的途径和意义(了解) D 教材梳理 夯实基础 重难探究 逐个突破 【变式】 [2019·秦淮区一模] 用如图19-5所示的滑轮组甲和乙提升重物,不计绳重和摩擦,下列说法正确的是 (　　) A.若钩码重力和提升高度相同,则滑轮组的机械效率相同 B.若滑轮重力和绳端拉力相同,则滑轮组的机械效率相同 C.若钩码重力和提升高度相同,则滑轮组甲的机械效率高 D.若滑轮重力和绳端拉力相同,则滑轮组甲的机械效率高 图 19-5 D 实验突破 素养提升 突破　测量滑轮组的机械效率 当堂检测 及时反馈 【实验设计】 1. 实验器材 : 滑轮组、铁架台、细绳、弹簧测力计、刻度尺、钩码。 2. 滑轮组绕线 : 由 确定 承担对动滑轮及物体拉力的绳子段数 , 用 奇动偶定法 确定绕线方式。 3. 实验中注意绳子的自由端若最终与动滑轮相绕 , 则需要 匀速、竖直 向上拉动物体。 实验突破 素养提升 当堂检测 及时反馈 【实验结论】 4. 实验结论 : 同一滑轮组 , 提升 物体越重 , 机械效率 越高 ; 不同滑轮组提升 同一重物 , 动滑轮 越轻 ( 个数少或质量小 ), 机械效率 越高 。滑轮组的机械效率与提升物体的高度和速度 , 绳子的段数 , 省、费力情况均无关。 【交流与反思】 5. 影响滑轮组机械效率的因素 :① 提升物体的重力 ;② 动滑轮的重力 ;③ 绳重、摩擦 。 6. 提高滑轮组机械效率的方法 :① 增大提升物体的重力 ;② 减小动滑轮的重力 ;③ 减小绳重和摩擦等。 实验突破 素养提升 当堂检测 及时反馈 例 在“测量滑轮组的机械效率”实验中,某组同学用同样的滑轮安装了如图19-6甲、乙所示的滑轮组,实验测得的数据如下表所示,回答下列问题: 图 19-6 实验次数 动滑轮的重力G 动 /N 物体的重力G 物 /N 物体升高的高度h/m 弹簧测力计的示数F/N 绳端移动的距离s/m 机械效率η 1 0.5 1 0.1 0.6 0.3 55.6% 2 0.5 2 0.1 1.0 0.3 66.7% 3 0.5 4 0.1 1.8 0.3 (1)本实验需要用到的测量仪器是 　　　　　　　 和 　　　　　　 。  实验突破 素养提升 当堂检测 及时反馈 [ 答案 ] 弹簧测力计　刻度尺 [解析] 本实验所需的测量器材:弹簧测力计和刻度尺。 实验突破 素养提升 当堂检测 及时反馈 例 在“测量滑轮组的机械效率”实验中 , 某组同学用同样的滑轮安装了如图 19-6 甲、乙所示的滑轮组 , 实验测得的数据如下表所示 , 回答下列问题 : (2)实验数据是用图 　　　 所示的滑轮组测得的。实验中应沿 ________________ 拉动弹簧测力计,使物体缓缓上升。第3次实验中应补充的数据是 　　　　 。  图 19-6 实验次数 动滑轮的重力G 动 /N 物体的重力G 物 /N 物体升高的高度h/m 弹簧测力计的示数F/N 绳端移动的距离s/m 机械效率η 1 0.5 1 0.1 0.6 0.3 55.6% 2 0.5 2 0.1 1.0 0.3 66.7% 3 0.5 4 0.1 1.8 0.3 实验突破 素养提升 当堂检测 及时反馈 [ 答案 ] 甲　竖直方向匀速　74.1%　 实验突破 素养提升 当堂检测 及时反馈 (3)根据以上实验数据可以得出如下结论:同一滑轮组的机械效率主要与 ________ 有关。   图 19-6 实验次数 动滑轮的重力G 动 /N 物体的重力G 物 /N 物体升高的高度h/m 弹簧测力计的示数F/N 绳端移动的距离s/m 机械效率η 1 0.5 1 0.1 0.6 0.3 55.6% 2 0.5 2 0.1 1.0 0.3 66.7% 3 0.5 4 0.1 1.8 0.3 [ 答案 ] 物重 [解析]由实验数据可知同一滑轮组的机械效率主要由物重决定。 实验突破 素养提升 当堂检测 及时反馈 · 实验拓展 · (4) 分析表中的数据可知 : 随着物重的增加 , 额外 功 _______ ( 选填“变大”“变小”或“不变” ), 原因是 　　　　　　　　　　　 。 通过以上实验 , 请写出提高滑轮组机械效率的两种方法 : ____________________ 和 　　　　　　　　 。 实验次数 动滑轮的重力G 动 /N 物体的重力G 物 /N 物体升高的高度h/m 弹簧测力计的示数F/N 绳端移动的距离s/m 机械效率η 1 0.5 1 0.1 0.6 0.3 55.6% 2 0.5 2 0.1 1.0 0.3 66.7% 3 0.5 4 0.1 1.8 0.3 实验突破 素养提升 当堂检测 及时反馈 [ 答案 ] 变大　克服摩擦做功更多　增加提起的物重 减轻动滑轮重(或加强转动部分的润滑等) [解析] 由题表中数据可知,随着物重的增大,额外功变大,滑轮组做的额外功为克服动滑轮重力和滑轮与绳子间摩擦力所做的功,且动滑轮的重力不变,则物重越大,摩擦力越大,克服摩擦力做功越多。 实验突破 素养提升 当堂检测 及时反馈 (5) 不考虑绳重及摩擦 , 若用图 19-7 中的滑轮均提升 0.5 N 的重物时 , 机械效率最高的是 　　　　 , 最省力的是 　　　　 。 图 19-7 A D 实验突破 素养提升 当堂检测 及时反馈 1 . [2019· 海安一模 ] 如图 19-8 所示 , 小明在探究杠杆的机械效率与哪些因素有关时 , 做出如下猜想 : 猜想 1: 可能与悬挂重物位置有关。 猜想 2: 可能与物体的质量有关。 为此设计了以下三个方案 : (1) 在 A 处悬挂质量不同的钩码。 (2) 在 A 、 B 两处悬挂质量不同的钩码。 (3) 在 A 、 B 两处悬挂质量相同的钩码。 图 19-8 下列说法正确的是 ( 　　 ) A.(1)方案能探究猜想 1 B .(2)方案能探究猜想2 C.(3)方案能探究猜想 1 D .(3)方案能探究猜想2 实验突破 素养提升 当堂检测 及时反馈 [ 答案 ] C [解析] 探究杠杆的机械效率与哪些因素有关时,若探究杠杆的机械效率与悬挂重物位置是否有关,需控制物体的质量不变,所挂位置发生变化,因此(3)方案能探究猜想1;若探究杠杆的机械效率与物体质量是否有关,需控制所挂物体的位置不变,物体的质量发生变化,因此(2)方案不能探究猜想2。故选C。 2. [2019· 常州 ] 如图 19-9 所示 , 斜面高 2 m 、长 4 m, 小明用平行于斜面的拉力 F, 将重 400 N 的物体从斜面底端拉到顶端 , 已知拉力 F=250 N, 下列结果中正确的是 ( 　　 ) A . 有用功为 1000 J B. 总功为 1600 J C. 额外功为 200 J D. 机械效率为 60% 实验突破 素养提升 当堂检测 及时反馈 图 19-9 C 3. [2019· 宜昌 ] 如图 19-10 所示的吊车有大、小两个吊钩 , 在确保安全的前提下 , 下列关于吊车机械效率说法正确的是 ( 　　 ) A. 吊起相同货物 , 使用小吊钩机械效率高 B. 吊起相同货物 , 上升速度快的机械效率高 C. 每次吊起的货物越少 , 机械效率越高 D. 货物升高的高度越高 , 机械效率越 高 实验突破 素养提升 当堂检测 及时反馈 图 19-10 [ 答案 ] A [解析] 用吊车吊起重物时,克服吊钩的重力和摩擦力所做的功为额外功,所以吊起相同货物,使用小吊钩机械效率高,故A正确;吊车的机械效率与吊起货物的速度和高度无关,故B、D错误;每次吊起的货物越少,机械效率越低,故C错误。 实验突破 素养提升 当堂检测 及时反馈 图 19-11 4 . [2017· 徐州 ] 如图 19-11 所示 , 用动滑轮提升重物 , 使用动滑轮的好处是 　　　　 。 若物体重为 4 N, 弹簧测力计示数如图所示为 　　　　 N, 则该动滑轮的机械效率为 　　　　 。 83.3% 省力 2.4 5. 有一质量为 60 kg 、底面积是 0.5 m2 的物体先静置在水平地面上 , 然后工人用如图 19-12 所示的装置在 20 s 内将物体匀速提升 2 m, 已知拉力 F 的大小为 400 N, 在此过程中不计绳重和摩擦 , 求 : ( 1) 绳自由端移动的速度 。 (2) 动滑轮的重力。 (3) 拉力做功的功率。 (4) 滑轮组的机械效率。 实验突破 素养提升 当堂检测 及时反馈 图 19 -12 5. 有一质量为 60 kg 、底面积是 0.5 m2 的物体先静置在水平地面上 , 然后工人用如图 19-12 所示的装置在 20 s 内将物体匀速提升 2 m, 已知拉力 F 的大小为 400 N, 在此过程中不计绳重和摩擦 , 求 : ( 2) 动滑轮的重力 。 实验突破 素养提升 当堂检测 及时反馈 图 19 -12 5. 有一质量为 60 kg 、底面积是 0.5 m2 的物体先静置在水平地面上 , 然后工人用如图 19-12 所示的装置在 20 s 内将物体匀速提升 2 m, 已知拉力 F 的大小为 400 N, 在此过程中不计绳重和摩擦 , 求 : ( 3) 拉力做功的功率 。 实验突破 素养提升 当堂检测 及时反馈 图 19 -12 5. 有一质量为 60 kg 、底面积是 0.5 m2 的物体先静置在水平地面上 , 然后工人用如图 19-12 所示的装置在 20 s 内将物体匀速提升 2 m, 已知拉力 F 的大小为 400 N, 在此过程中不计绳重和摩擦 , 求 : ( 4) 滑轮组的机械效率。 实验突破 素养提升 当堂检测 及时反馈 图 19 -12 6. 小金用如图 19-13 所示的实验装置测量杠杆的机械效率。实验时竖直向上拉动杠杆 , 使挂在杠杆下面的钩码缓慢上升。重为 5 N 的钩码挂在 A 点时 , 人的拉力 F 为 4 N, 钩码上升 0.3 m 时 , 动力作用点 C 上升 0.5 m 。 (1) 此时机械效率 η1 为 　　　　 。 (2) 小金为了进一步探究杠杆的机械效率与哪些因素有关 , 仍用该实验装置 , 将钩码移到 B 点 , 再次缓慢提升杠杆 , 使动力作用点 C 仍然上升 0.5 m 。则人的拉力 F 与第一次相比 　　　　 ( 选填“变大”“变小”或“不变” ), 此时的机械效率 η2_______( 选填“大于”“小于”或“等于” )η1, 理由 是_ ___________________ 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。 实验突破 素养提升 当堂检测 及时反馈 图 19-13 所以 额外功不变 , 而物体上升高度减小 , 有用功减小 , 故机械效率变 小 75% 变小 小于 杠杆升高高度不变 ,