机械效率专题公式整理

由天下分享时间：2024/12/26 0:03:31 加入收藏我要投稿点赞

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一、有关功、功率、机械效率的说法

1.功：作用在物体上的力和物体在力的方向上移动的距离的乘积叫做机械功；力的大小和距离的长短只能影响做功的多少，不能决定做功的多少；判断：（1）作用在物体上的力越大，其做功一定越多；（2）物体通过的距离越长，做的功一定越多；

（3）物体在力的方向上通过的距离越长，做的功一定越多；

2.功率：一段时间做的功与做功所用的这段时间的比叫功率；功率是比较物体做功快慢的物理量，功率大即做功快，所做功的多少和所用时间的长短会影响功率，但不会决定其大小；判断：（1）功率大的机械做功一定快；（2）做功多的机械功率一定大；（3）做功时间多的机械功率一定小；（4）物体做功越多，功率越大；

（5）做功相同，所用时间短的机器功率一定大；（6）做功快的机器，它的功率一定大；（7）根据P?W可知，机器做功越多，其功率就越大； tW可知，只要知道时间t机器所做的功，就可以求得这段时间任一时刻机器的功率； t（8）根据P=Fv可知，当发动机的功率保持不变的时候，汽车速度的大小与牵引力成反比；（9）根据P?（10）功率大表示做功快，也就是在单位时间做的功多；（11）机器的功率越大，完成一定的功所用的时间越短；

3.机械效率：有用功和总功的比值叫机械效率；机械效率只反映通过机械做功时，有用功所占总功的比值大小，或额外功在总功中所占比例大小，不反映具体做功的数量多少及做功快慢情况。提升的物重、动滑轮的重、摩擦（绳重）等因素会影响滑轮组的机械效率；

一般情况下，使用滑轮组提升重物时，如果提升的物重、动滑轮的重、摩擦（绳重）不变或不计，则所做功的多少（有用功的多少、额外功的多少、拉力大小及是否省力、物体提升高度、做功时间的长短）、功率大小（物体做功快慢、物体移动速度大小）、以及承担重物的绳子的股数等因素都不影响机械效率；（1）功率大的机械机械效率高；（2）机械效率越高，有用功就越多；

（3）做有用功多的机械，机械效率一定高；（4）机械效率高的机械一定省力；

（5）使用机械提升重物时，总功越大机械效率越低；（6）机械做的有用功占总功的比例越大，机械效率越高；（7）机械效率较大的，所做的额外功较少；

（8）机械效率较大的，有用功和额外功的比值较大；

（9）机械做的有用功相同，总功越少，其机械效率一定越高；（10）额外功所占总功比例越小，机械效率越高；（11）有用功相同时，总功越大，机械效率越高；

（12）使用某滑轮组提升重物时，提升高度越高，所做有用功越多，机械效率越高；

（13）使用同一滑轮组提升同一重物时，使物体上升速度越快，则功率越大，相同时间做功越多，机械效率越高；

（14）提升物重越大，机械效率越高；（15）机械自身重越小，机械效率越高；

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二、影响滑轮组机械效率的因素

1.如图所示，建筑工人用一个滑轮组将重为600N的物体匀速提升2m；

（1）若忽略动滑轮重、摩擦、绳重，F= ；机械效率为；

（2）若只忽略摩擦、绳重，动滑轮重120N，则所用拉力大小、有用功、额外功、总功、机械效率各是多少？

（3）在实际做功过程中，动滑轮重120N，若沿竖直方向匀速向下拉动时所用拉力为400N，则有用功、总功、额外功、机械效率各是多少？

（4）若用此装置实际提升1200N的重物2m时，动滑轮重和机械摩擦同（3），则所做有用功、额外功、总功、机械效率各是多少？

结论：影响滑轮组机械效率的因素是提升的物重、动滑轮重、绳重及绳与滑轮之间的摩擦。

2.工人师傅用如图所示滑轮组做功，第一次将重为600N的物体匀速提升2m所用的时间为40s，人所用的拉力是400N，第二次将重为600N的物体匀速提升3m所用的时间为30s，人所用的拉力是400N；请将下表填写完整。提升物重G/N 所用拉力F/N 绳子自由端移动距离s/m 物体升高高度h/m 第一次 G1=600 F1=400 第二次 G2=600 F2=400 做功时间t/s 有用功W有/J 额外功W额/J 第一次 t1=40 W有1= 第二次 t2=30 W有2= s1= s2= W额1= W额2= h1=2 h2=3 总功W总 /J 拉力功率P/W W总1= W总2= 物体升高速度 v物1= v物/m/s 绳子自由端移v绳1= 动速度 v绳/m/s v物2= P1= P2= v绳2= 机械效率η η1= η2= 结论：一般情况下，使用滑轮组提升重物时，如果提升的物重、动滑轮的重、摩擦（绳重）不变或不计，则所做功的多少（有用功的多少、额外功的多少、拉力大小及是否省力、物体提升高度、做功时间的长短）、功率大小（物体做功快慢、物体移动速度大小）、以及承担重物的绳子的股数等因素都不影响机械效率；

三.注意功率公式：

P?WFsF?t===F? ttt. ... .c

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四、利用滑轮组做功时的公式整理

承担重物绳子股数为n，沿竖直方向匀速拉动；用滑轮组提升重物（竖滑轮）理想情况（忽略G动、f、G绳）半理想情况（只忽略f、G绳）生活实际（考虑 G动、f、G绳）用滑轮组沿水平方向匀速拉动物体，克服物体与水平面的摩擦力f所做的功为有用功，克服绳子与滑轮及滑轮与转轴之间的摩擦f’所做的功为额外功忽略f’时不忽略f’时 GF?物 n拉力F G+GF?物动 n因为?=G+G+G+ffF?物动绳 F?nnF?F?f n? f=nFη f nGG物，所以F?物 n?nF 忽略f’时 f=nF G物=nF 物重G物 G物=nF-G动 G物=nF? 动滑轮重 G动摩擦力f 绳子自由端移动距离s 重物升高高度h 重物升高速度v物绳子自由端移动速度v绳 η=100% 机械效率 G动=0 f=0 G动=nF-G物 f=0 s=nh f=F动-F静绳子自由端移动距离s移动距离s物 s绳=ns物绳，物体h=s ns物=s绳 nvv物=绳 nv绳=nv物物体移动速度v物，绳子自由端移动速度v绳 v绳=nv物 v物=v绳 nG物 ?=G物+G动 W有f s物f ?===W总Fs绳nF?=机械效率影响因素

W有G物hG物W有；?= ==W总FsnFW有+W额提升物重、动滑轮重 ?=W有 W有+W额无提升物重、动滑轮重、绳重、绳子与滑轮及滑轮与转轴之间的摩擦 . ... .c

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五、认识斜面

1. 斜面是省力的机械

物重为G ，拉力为F，高度为h，斜面长为s；

在忽略物体与斜面的摩擦时，有关系Gh=Fs，所以F?Gh，因为s>h，所以F

2.斜面的实例：盘山路；螺丝钉、螺母的斜纹；

3.斜面是一个省力的简单机械，利用斜面提升物体时，克服物体重力做的功为有用功，即W有=Gh，拉力做的功为总功，即W总=Fs=Gh+f摩s，克服重物与斜面的摩擦所做的功为额外功，即W额=f摩s，不涉及机械自身重问题；所以机械效率?=W有GhGhGhFs-GhGh；所以F?。 ?f摩，f摩?F?===sssW总FsGh+f摩s【例题2】如图所示，10s把重力为600 N的物体匀速推到斜面顶端，斜面长为3 m，高为0.9 m，实际推

力为300 N；求（1）做的有用功；（2）总功；（3）额外功；（4）拉力的功率；（5）物体与斜面之间的摩擦

力；（6）斜面的机械效率.

【例题3】如图所示，斜面长10m，高4m，用沿斜面方向的推力F，将一个质量为50kg的货物由斜面底端匀速推到顶端，运动过程中克服摩擦力做功500J（g取10N/kg），下列说确的是（） A．机械效率为80% B．F=300 N

C．摩擦力为100 N D．条件不足无法计算

4. 斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和粗糙程度有关:

（1）在其他条件一定时，斜面的倾斜程度越大，机械效率越高；

推论：在提升高度和斜面的粗糙程度相同时，斜面越长机械效率越低；（2）在其他条件一定时，斜面表面粗糙程度越大，机械效率越低；（3）物体重力大小不影响斜面的机械效率。

5.总结：在其它条件相同时，斜面越长越省力，但摩擦力越大，机械效率越低；

在其它条件相同时，斜面越粗糙摩擦力越大，机械效率越低；

【例题4】如图所示，在探究“斜面的机械效率”的实验中，以下说确的是（） A．实验时要匀速竖直拉动弹簧测力计

B．木块在匀上升过程中拉力和摩擦力是一对平衡力 C．物体的重力影响斜面的机械效率

D．斜面的倾斜程度越大，沿斜面所用的拉力越大，机械效率越高

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八年级下册知识点整理

1.决定物体不受力之后运动状态的因素：物体不受力之前的原来的状态；物体原来静止，不受力之后保持静止，物体原来运动，不受力之后保持匀速直线运动状态。

2.决定惯性大小的因素：惯性大小只与物体质量大小有关，跟物体的运动状态、是否受到力的作用等都无关。

3.影响压力作用效果的因素：压力大小和受力面积；当受力面积相同时，压力越大，压力的作用效果越明显；当压力相同时，受力面积越小，压力的作用效果越明显。

4．液体压强大小的影响因素：液体密度和液体深度；在同种液体部（或液体密度相同时），液体压强随深度的增加而增大；在液体深度相同时，密度越大，液体压强越大；液体部向各个方向都有压强，同种液体体在同一深度的（各处）各个方向的压强大小相等。

5．海拔高度对大气压强的影响：大气压强随海拔高度的增加而减小。（不是成反比）海拔高度越高，大气压强越小，液体沸点越低。

6．影响浮力大小的因素：物体浸入液体中所受浮力大小，只跟液体密度和物体排开液体的体积有关，而与浸没在液体中的深度无关；在液体密度相同时，排开液体体积越大，所受浮力越大；在排开液体体积相同时，液体密度越大，所受浮力越大。

7．影响力臂大小的因素：力的作用点和力的方向。

8.影响做功多少的因素：①根据W=Fs，一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上移动的距离；②根据W=Pt，一是功率大小，二是做功时间；

9.影响功率大小的因素：一是做功的多少，二是做功时间长短；做相同的功，用时越短做功越快，功率越大；做功时间相同，完成的功越多，做功越快，功率越大。 10．①影响机械效率高低的因素：?=W有W有?100%=?100%可知，在额外功一定时，有用功越W总W有?W额多，机械效率越高；在有用功相同时，额外功越少，机械效率越高。

②影响滑轮组机械效率高低的因素：影响滑轮组机械效率的因素是提升的物重、动滑轮重、绳重及绳与滑轮之间的摩擦；使用同一机械装置做功时，提升物体重力越大，机械效率越高；对同一物体做功时，动滑轮总重力越小（摩擦力越小），机械效率越高。

11．①影响动能大小的因素：物体动能大小与物体的质量和速度有关；物体质量相同时，速度越大，动能越大；速度相同时，质量越大，物体的动能越大。 ②影响重力势能大小的因素：重力势能大小与物体的质量和所处的高度有关；物体质量相同时，高度越高，重力势能越大；所处高度相同时，质量越大，物体的重力势能越大。

③弹性势能大小与物体的弹性形变程度大小有关；物体的弹性形变越大，具有的弹性势能越大。

复习提问问题：

1.牛顿第一定律、惯性、力和运动的关系；

2.同一直线上二力合成的规律、二力平衡的条件；

3.压强定义、定义式、单位及影响因素、增大和减小压强的方法； 4.液体部压强特点、计算式；

5.连通器原理、帕斯卡定律及表达式；

6.气压跟海拔高度关系、气压跟液体沸点关系、流体压强与流速的关系；

7.四种求浮力的方法及关系表达式；

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