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专题六中考机械效率问题处理方法及其解析
简单机械的机械效率问题是中考必考点,分值在3—8分。题型涉及选择题、填空题、探究题、综合计算题。所以学会解答简单机械的机械效率问题,对提高物理成绩至关重要。中考在考查机械效率方面,以考查滑轮组的机械效率为主。但杠杆、斜面的机械效率问题的解答也是命题重点,同样要重视。下面给出与杠杆、滑轮组、斜面三种简单机械的机械效率有关问题的剖析,供各省市考生学习时斟酌。
一、用简单机械提升物体,有用功、额外功、总功及其机械效率的求法
(1)用简单机械提升物体做的有用功W有用=Gh;
(2)用简单机械提升物体做的总功W总=Fs;
(3)用简单机械提升物体做的额外功W额外=W总-W有用。
(4)简单机械机械效率公式:η=W有/ W总×100%=Gh/Fs×100%。
其中h是重物G被提升的高度,s是动力F移动的距离。h与s的关系可以根据具体情况而定。
二、与杠杆机械效率有关的计算题解题套路
1.用杠杆提升物体的模型图
2. 用杠杆提升物体有用功、额外功和总功求法
(1)用杠杆提升物体做的有用功W有用=Gh
(2)用杠杆提升物体做的总功W总= Fs
(3)用杠杆提升物体做的额外功W额外=W总—W有用
其中h是重物G被提升的高度,s是动力F 移动的距离。h与s的关系可以根据相似三角形建立。
3. 杠杆机械效率的求解
(1)用杠杆提升物体时,有用功和总功的比值.称为杠杆机械效率。
(2)杠杆机械效率公式:η=(W有用/W总)×100%
4.典型例题解析
【例题1】如图所示,杠杆在竖直向下拉力F的作用下将一物体缓慢匀速提升。下表是提升物体时采集到的信息:
物重G(N) OA(m) OB(m) A端上升的
髙度h/m B端下降的竖
直距离s/m
40 0.8 0.4 0.2 0.1
(1)若不计杠杆自重和摩擦,则拉力F的大小;
(2)若实际拉力F为90 N,求拉力做的总功及杠杆的机械效率(机械效率保留三位
有效数字)。
答案:(1)80 N(2)9 J,88.9%
解析:求解机械效率时,同学们选择公式时直接用η= W有/ W总×100%得出结果就是最后结论,有的同学利用η= W有/ W总这个求解出来的结果,画为百分数即可。用哪个公式都正确,不要纠结。通过解答这类问题,同学们要知道使用杠杆提升物体做额外功的原因,还要动脑分析杠杆的机械效率都与哪些因素有关。这样可以为今后解决杠杆问题奠定良好的知识基础。
(1)不计杠杆自重和摩擦,由杠杆平衡条件可得F×OB=G×OA,
即F×0.4 m=40N×0.8m,解得F=80N
(2)由表中数据可知s=0.1m,h=0.2m
拉力做的总功W总=F′s=90 N×0.1m=9J