1、3.4简单机械第4课时机械效率总功系统所消耗的能量有用功为达目的所消耗的能量额外功在做功过程中，无用而不得不消耗的能量总共=有用功+额外功W总=W有用+W额外总功：拉力所做的功有用功：拉物体上升克服物体重力所做的功W有用=Gh额外功：克服华滑轮重、绳重和摩擦力所做的功W额外=F2h-GhW额外=G轮h=F2h-Gh忽略绳重和摩擦力W总=F2hh：有用功占总功的百分比h=匀速向上拉力h=10m（忽略摩擦），求W有用、W额外、W总、W有用=Gh=100N10m=1000JW额外=G绳h=20N10m=200JW总=W有用+W额外=1200J%3.8365%100=WW总有用h例题（1）物体质量为2
2、kg时，在水平面上受到的滑动摩擦力？林丹最喜爱的用于锻炼臂力的健身拉力器结构示意图如图所示，他用250N的拉力向下拉动，使20kg的配重块在0.当 l 越大时，F 越小1倍，物体被匀速拉动的距离为1m。此时与n无关，即与绕绳方式无关如果不计绳重和摩擦，可对动滑轮受力分析如图所示，利用滑轮组装置匀速拉动水平面上的物体，一直物体在水平面上受到的滑动摩擦力为重力的0.用沿斜面方向的推力F，将一个重为100N的物体由斜面底端A匀速推到顶端B。如果不计绳重和摩擦，可对动滑轮受力分析W总=W有用+W额外（2）求动滑轮下端挂钩上的绳子拉力？用有图所示滑轮组匀速提起重400N的货物，匀速上升2m，不计绳重与摩
3、擦，此时滑轮组的机械效率为80%。求：（g=10N/kg）（1）前三次实验中，次实验数据明显出现错误，应当删除。GF1 =1用轻绳悬挂杠杆一段的O点作为支点，在A点用轻绳悬挂总重为G的钩码，在B点用轻绳竖直悬挂一个弹簧测力计，使杠杆保持水平；运动过程中物体克服摩擦力做了100J的功，求：忽略绳重和摩擦如图所示，用挖掘机提升泥土过程中，所做的有用功是（）A、克服挖掘机零件间的摩擦力做的功B、提升泥土和抓斗所做的功C、克服泥土重力所做的功D、克服抓斗的重力所做的功有用功：目的功，到达目的所做的功例题C额外功：无用而不得不做的功总功：整个系统所消耗的能量克服泥土重力所做的功为有用功克服机臂，抓斗的重
4、力及摩擦力所做的功是额外功 有一种小型千斤顶，当手往下压动摇臂时，能把顶着的重物微微抬高一段很小的距离，把摇臂向上复位时，抬起的重物可以保持不动，再往下摇臂时，重物又被微微抬起。上下往复操作摇臂，重物便渐渐举高为200N，每压一次，手向下移动的距离是50cm，压10次后，后轮被抬高10cm，若汽车质量210kg，千斤顶支持其重量的30%，不考虑手使摇臂向上复位所做的功，则手每向下压一次对机械做功 焦，该千斤顶的机械效率是 。（g=10N/kg）例题60060%W=FS=200N 50cm=100J 总功：压力所做的功 W总=10 100J=1000J W有用=30G10cm=302103kg1
5、0N/kg0.1m=600J h=60 F竖直向上，匀速，缓慢向上提杠杆W总=Fh2W有用=Gh1%100=WW总有用h%10021=FhGh额外功产生的原因：克服杆重和摩擦做功hh2321=221 hG杆=W总=W有用+W额外h+GGhFh2杆1221=W额外=G杆h3 忽略摩擦，只考虑杆重，此时FG当重物悬挂点向支点方向移动时，%100=WW总有用h%10021=FhGh当h1减小时，变小即当重物悬挂点向支点移动时，杠杆机械效率减小221h杠杆重心上升的高度同样为设右侧上升高度同样为h2，重物上升的高度小于h当物重G变大时，设它上升的高度同样为h1%100%10021=FhGhWW总有用h
6、%10021211=hGGhGh杆当物重G变大时，杠杆机械效率变大221h杠杆重心上升高度为杠杆右侧上升高度也为h2例题：某实验小组利用图示装置研究杠杆的机械效率，实验的主要步骤如下：用轻绳悬挂杠杆一段的O点作为支点，在A点用轻绳悬挂总重为G的钩码，在B点用轻绳竖直悬挂一个弹簧测力计，使杠杆保持水平；竖直向上拉动弹簧测力计缓慢匀速上升（保持O点位置不变），在此过程中弹簧测力计的读数为F，利用刻度尺分别测出A、B两点上升的高度为h1、h2 回答下列问题：（1）杠杆机械效率的表达式为=。（用已知或测量的物理量符号表示）（2）本次实验中，若提升的钩码重一定，则影响杠杆效率的主要因素是：。杠重W总=F
7、h2W有用=Gh1%10021FhGh例题：某实验小组利用图示装置研究杠杆的机械效率，实验的主要步骤如下：用轻绳悬挂杠杆一段的O点作为支点，在A点用轻绳悬挂总重为G的钩码，在B点用轻绳竖直悬挂一个弹簧测力计，使杠杆保持水平；竖直向上拉动弹簧测力计缓慢匀速上升（保持O点位置不变），在此过程中弹簧测力计的读数为F，利用刻度尺分别测出A、B两点上升的高度为h1、h2 回答下列问题：（3）若只将钩码的悬挂点由A移至C、O、B位置不变，扔将钩码提升相同高度，则杠杆的机械效率将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）变大当重物的悬挂点向支点方向移动时，机械效率h h 减小在解斜面机械效率时：找出W总、W有用
8、、W额外，并列出其表达式 W总=W有用+W额外%100=WW总有用hF=lGh有摩擦时：W总=FlW有用=GhW额外=flW总=W有用+W额外Fl=Gh+fl%100=WW总有用h%100=FlGhflGhlflGhF=当 l 越大时，F 越小无摩擦时：W总=FlW有用=GhW额外=0W总=W有用Fl=Gh匀速推hLGF例1.如图重为G的物体在沿斜面向上的拉力作用下，从斜面的底部移到顶部，设斜面长为S，高度为h，拉力为F，物体受到的摩擦力为f，则斜面的机械效率（）A、Gh/FS B、Gh/（F-f）S C、Gh/（F+f）S D、Gh/fSAW总=Fs W有用=GhW额外=fsW总=W有用+W
9、额外 Fs=Gh+fs%100=WW总有用h（1）林丹拉动拉力器的功率；Fs=Gh+fs上下往复操作摇臂，重物便渐渐举高为200N，每压一次，手向下移动的距离是50cm，压10次后，后轮被抬高10cm，若汽车质量210kg，千斤顶支持其重量的30%，不考虑手使摇臂向上复位所做的功，则手每向下压一次对机械做功 焦，该千斤顶的机械效率是 。（1）物体质量为2kg时，在水平面上受到的滑动摩擦力？W额外=G轮h=F2h-Gh如图所示，利用滑轮组装置匀速拉动水平面上的物体，一直物体在水平面上受到的滑动摩擦力为重力的0.W额外=G杆h3钩码上升的高度h/cm不计绳重和绳与滑轮间的摩擦力A、Gh/FS B、
10、Gh/（F-f）S C、Gh/（F+f）S D、Gh/fS找出W总、W有用、W额外表达式当物体质量为2kg时，滑轮组的机械效率为50%，不计绳重和绳与滑轮间的摩擦力，求：当重物悬挂点向支点方向移动时，如图所示，斜面长S=10m，高h=4m。Fs=Gh+fsGF1 =1W总=W有用+W额外如图所示，利用滑轮组装置匀速拉动水平面上的物体，一直物体在水平面上受到的滑动摩擦力为重力的0.例2.如图所示，斜面长S=10m，高h=4m。用沿斜面方向的推力F，将一个重为100N的物体由斜面底端A匀速推到顶端B。运动过程中物体克服摩擦力做了100J的功，求：（1）运动过程中克服物体的重力做的功；（2）斜面的机
11、械效率；（3）推力F的大小400J80%50N（1）W有用=Gh=100N 4m=400J%100=WW总有用h（2）(3)W总=Fs 500J=F10mF=50N1%100G%1001总有用=hFhWWh不忽略绳重、摩擦 W总功=F1hW有用=Gh忽略绳重和摩擦 GF1GF1 =1解题方法 林丹最喜爱的用于锻炼臂力的健身拉力器结构示意图如图所示，他用250N的拉力向下拉动，使20kg的配重块在0.4s内匀速升高了40cm，若不计拉杆和绳的重力，g取10N/kg，求：（1）林丹拉动拉力器的功率；（2）林丹拉动拉力器过程中克服摩擦力所做的功；（3）在此过程中拉力器的机械效率。W有用=G配h=20
12、kg 10N/kg 40cm=80JW总功=FS定滑轮：配重移动的距离等于力移动的距离=250N 40cm=100J（1）（2）W总功=W有用+W额外100J80J W额外=20J（3）W总：绳自由端所做的功W有用：克服物体阻力所做功/阻力不一定是重力W额外：克服动滑轮重、绳重以及机械摩擦所做的功W总=W有用+W额外%100=WW总有用h例题1.在“探究有哪些因影响滑轮组的机械效率”的实验中，某小组利用图所示装置测得了四组数据，如下表所示：（1）前三次实验中，次实验数据明显出现错误，应当删除。（2）第四次实验中，有用功是 J，总功是 J，滑轮组的机械效率为 。30.3683.3%0.3竖直向上
13、，匀速拉动（2）W有用=Gh=3N0.1m=0.3JW总功=FS=1.2N0.3m=0.36J试验次数钩码重G/N钩码上升的高度h/cm测力计的示数F/N测力计移动的距离s/cm1321.262351.2153381.22643101.230例题1.在“探究有哪些因影响滑轮组的机械效率”的实验中，某小组利用图所示装置测得了四组数据，如下表所示：（3）根据以上信息，请判断：该小组设计这四次实验的目的是为了探究滑轮组的机械效率与 是否有关.钩码上升高度钩码重G相同，绳子股数相同，上升高度h不同试验次数钩码重G/N钩码上升的高度h/cm测力计的示数F/N测力计移动的距离s/cm1321.262351
14、.2153381.22643101.230忽略绳重和摩擦，证明在竖直方向上，用同一滑轮组拉升物体，机械效率与物重G物有关设有n股绳子，动滑轮重G动，物体上升高为h，绳自由端拉力为F%100%100%100%100=GGGGGWWhhhGFnhhG动物物动物物物总有用hW总=FnhW有用=G物hW额外=G动h此时与n无关，即与绕绳方式无关G物越大，越大如图所示，利用滑轮组装置匀速拉动水平面上的物体，一直物体在水平面上受到的滑动摩擦力为重力的0.1倍，物体被匀速拉动的距离为1m。当物体质量为2kg时，滑轮组的机械效率为50%，不计绳重和绳与滑轮间的摩擦力，求：（1）物体质量为2kg时，在水平面上受
15、到的滑动摩擦力？（2）动滑轮的重力（3）物体质量为10kg，以0.1m/s的速度匀速运动时，拉力F的功率物体克服阻力做功，而不是重力3股绳子（1）f=0.1G=0.12kg10N/kg=2N（2）m物=2 kgh h=50 S=1m不计绳重和绳与滑轮间的摩擦力F1=fG动3F3F=G动+fW总=F3sW有用=fsW额外=G动s=50G动=2N如图所示，利用滑轮组装置匀速拉动水平面上的物体，一直物体在水平面上受到的滑动摩擦力为重力的0.1倍，物体被匀速拉动的距离为1m。当物体质量为2kg时，滑轮组的机械效率为50%，不计绳重和绳与滑轮间的摩擦力，求：（1）物体质量为2kg时，在水平面上受到的滑动
16、摩擦力？（2）动滑轮的重力（3）物体质量为10kg，以0.1m/s的速度匀速运动时，拉力F的功率物体克服阻力做功，而不是重力3股绳子（1）f=0.1G=0.12kg10N/kg=2N（2）m物=2 kgh h=50 S=1m不计绳重和绳与滑轮间的摩擦力F1=fG动3F3F=G动+fW总=F3sW有用=fsW额外=G动s=50G动=2N如图所示，利用滑轮组装置匀速拉动水平面上的物体，一直物体在水平面上受到的滑动摩擦力为重力的0.1倍，物体被匀速拉动的距离为1m。当物体质量为2kg时，滑轮组的机械效率为50%，不计绳重和绳与滑轮间的摩擦力，求：（1）物体质量为2kg时，在水平面上受到的滑动摩擦力？
17、（2）动滑轮的重力（3）物体质量为10kg，以0.1m/s的速度匀速运动时，拉力F的功率物体克服阻力做功，而不是重力3股绳子（3）3F=G动+f f =0.110kg10N/kg=10NF=4NV=0.1m/sVF=0.3m/sP=FVF=4N 0.3m/s=1.2WW总=W有用+W额外不计绳重和绳与滑轮间的摩擦力求：（g=10N/kg）克服泥土重力所做的功为有用功（2）第四次实验中，有用功是 J，总功是 J，滑轮组的机械效率为 。W额外=G杆h3当重物的悬挂点向支点方向移动时，机械效率h 减小用有图所示滑轮组匀速提起重400N的货物，匀速上升2m，不计绳重与摩擦，此时滑轮组的机械效率为80%
18、。用沿斜面方向的推力F，将一个重为100N的物体由斜面底端A匀速推到顶端B。如图所示，利用滑轮组装置匀速拉动水平面上的物体，一直物体在水平面上受到的滑动摩擦力为重力的0.林丹最喜爱的用于锻炼臂力的健身拉力器结构示意图如图所示，他用250N的拉力向下拉动，使20kg的配重块在0.即当重物悬挂点向支点移动时，杠杆机械效率减小林丹最喜爱的用于锻炼臂力的健身拉力器结构示意图如图所示，他用250N的拉力向下拉动，使20kg的配重块在0.竖直向上拉动弹簧测力计缓慢匀速上升（保持O点位置不变），在此过程中弹簧测力计的读数为F，利用刻度尺分别测出A、B两点上升的高度为h1、h2W额外=G绳h=20N10m=2
19、00J5m/s的速度匀速提升了10m的高度，此过程中，拉力F做的功W随时间t的变化如图乙所示，不计绳重和摩擦力大小。竖直向上拉动弹簧测力计缓慢匀速上升（保持O点位置不变），在此过程中弹簧测力计的读数为F，利用刻度尺分别测出A、B两点上升的高度为h1、h2（2）林丹拉动拉力器过程中克服摩擦力所做的功；（2）林丹拉动拉力器过程中克服摩擦力所做的功；例题3.用有图所示滑轮组匀速提起重400N的货物，匀速上升2m，不计绳重与摩擦，此时滑轮组的机械效率为80%。（1）求此时绳子的拉力F；（2）若绳子最大能承受200N的拉力，此滑轮组的机械效率最大是多少？如果不计绳重和摩擦，可对动滑轮受力分析%100=W
20、W总有用hW总=W有用+W额外找出W总、W有用、W额外表达式F1=G=400NG动4F匀速上升 受力平衡4F=G动+F1（1）W总=F 4.2m W有用=400N 4.2m=800J%100=WW总有用h=80F=125N例题3.用有图所示滑轮组匀速提起重400N的货物，匀速上升2m，不计绳重与摩擦，此时滑轮组的机械效率为80%。（1）求此时绳子的拉力F；（2）若绳子最大能承受200N的拉力，此滑轮组的机械效率最大是多少？如果不计绳重和摩擦，可对动滑轮受力分析%100=WW总有用hW总=W有用+W额外找出W总、W有用、W额外表达式F1=G=400NG动4F匀速上升 受力平衡4F=G动+F1（2
21、）绳子 200N 拉力F最大为200NW有用=G h%100=WW总有用h500N=G动+400NG动=100NW总=200N4hW额外=100N hW总=W有用+W额外例题4.用如图甲所示的滑轮组从水中提升物体M，已知被提升的物体M质量为76kg，M的体积为310-2m，在M物体未露出水面的过程中，绳子自由端的拉力F将物体M以0.5m/s的速度匀速提升了10m的高度，此过程中，拉力F做的功W随时间t的变化如图乙所示，不计绳重和摩擦力大小。求：（g=10N/kg）（1）求物体M的重力（2）求动滑轮下端挂钩上的绳子拉力？（3）求滑轮组提升重物的机械效率（1）G=mg=76kg10N/kg=760
22、N（2）GF浮F拉F浮+F拉=GF浮=r r液gV排=300NF拉=760N-300N=460N如图重为G的物体在沿斜面向上的拉力作用下，从斜面的底部移到顶部，设斜面长为S，高度为h，拉力为F，物体受到的摩擦力为f，则斜面的机械效率（）在“探究有哪些因影响滑轮组的机械效率”的实验中，某小组利用图所示装置测得了四组数据，如下表所示：林丹最喜爱的用于锻炼臂力的健身拉力器结构示意图如图所示，他用250N的拉力向下拉动，使20kg的配重块在0.运动过程中物体克服摩擦力做了100J的功，求：额外功：无用而不得不做的功用有图所示滑轮组匀速提起重400N的货物，匀速上升2m，不计绳重与摩擦，此时滑轮组的机械
23、效率为80%。钩码上升的高度h/cm4简单机械第4课时机械效率物体克服阻力做功，而不是重力用沿斜面方向的推力F，将一个重为100N的物体由斜面底端A匀速推到顶端B。用轻绳悬挂杠杆一段的O点作为支点，在A点用轻绳悬挂总重为G的钩码，在B点用轻绳竖直悬挂一个弹簧测力计，使杠杆保持水平；当物体质量为2kg时，滑轮组的机械效率为50%，不计绳重和绳与滑轮间的摩擦力，求：求：（g=10N/kg）W额外=G轮h=F2h-Gh（2）第四次实验中，有用功是 J，总功是 J，滑轮组的机械效率为 。例题：某实验小组利用图示装置研究杠杆的机械效率，实验的主要步骤如下：W总=W有用+W额外4简单机械第4课时机械效率例题4.用如图甲所示的滑轮组从水中提升物体M，已知被提升的物体M质量为76kg，M的体积为310-2m，在M物体未露出水面的过程中，绳子自由端的拉力F将物体M以0.5m/s的速度匀速提升了10m的高度，此过程中，拉力F做的功W随时间t的变化如图乙所示，不计绳重和摩擦力大小。求：（g=10N/kg）（1）求物体M的重力（2）求动滑轮下端挂钩上的绳子拉力？（3）求滑轮组提升重物的机械效率（3）%100=WW总有用hW有用=460N10m=4600J=20sW总=8000Jh h=
