《2025年零障碍导教导学案九年级物理全一册沪粤版》

例2-1 下列关于机械效率的说法正确的是(D)
A.越省力的机械,机械效率越高
B.做功越快的机械,机械效率越高
C.所做有用功越多的机械,机械效率越高
D.有用功与总功的比值越大的机械,机械效率越高

答案： 【解析】：
本题主要考察机械效率的概念。机械效率是指有用功占总功的比例，它反映了机械性能的好坏，与机械是否省力、做功的快慢以及有用功的多少无直接关系。
A选项：机械效率与机械是否省力无关，而是与有用功占总功的比例有关。因此，A选项错误。
B选项：做功的快慢用功率来表示，而机械效率与功率无直接关系。所以，B选项错误。
C选项：机械效率不仅与有用功的多少有关，还与总功的多少有关。即使有用功很多，但如果总功更多，机械效率也可能很低。因此，C选项错误。
D选项：机械效率就是有用功占总功的比例，比例越大，机械效率越高。所以，D选项正确。
【答案】：
D。

练习2-1 下列关于功、功率和机械效率的说法,错误的是(C)
A.功率越大,做功越快
B.做相同的功,用时越少,做功越快
C.机械的功率大,机械效率一定高
D.生产生活中使用机械,机械效率不能达到100%
[方法指导]机械效率是有用功和总功的占比关系,与做功的多少和快慢无直接关系。

答案： 解：A.功率是表示做功快慢的物理量，功率越大，做功越快，A正确；
B.做相同的功，用时越少，根据功率公式$P = \frac{W}{t}$可知，功率越大，做功越快，B正确；
C.机械效率是有用功与总功的比值，功率是表示做功快慢的物理量，二者无直接关系，机械功率大，机械效率不一定高，C错误；
D.使用机械时，不可避免地要做额外功，所以机械效率不能达到100%，D正确。
结论：错误的是C。
答案：C

例2-2 2024年7月1日,南昌洪州大桥通车运营。洪州大桥是南昌市“十横十纵十联”干线路网的重要组成部分。在大桥建设过程中,使用起重机将重为$1.8×10^4N$的重物以0.1m/s的速度竖直匀速提升一定高度,用时60s,所做的额外功是$7.2×10^4J。$求：
(1)起重机做的有用功。
(2)起重机做功的功率。
(3)起重机的机械效率。

答案： 解：
(1) 由$v = \frac{s}{t}$得，重物提升高度$h=vt=0.1m/s×60s=6m$
有用功$W_{有}=Gh=1.8×10^4N×6m=1.08×10^5J$
(2) 总功$W_{总}=W_{有}+W_{额}=1.08×10^5J+7.2×10^4J=1.8×10^5J$
功率$P=\frac{W_{总}}{t}=\frac{1.8×10^5J}{60s}=3000W$
(3) 机械效率$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\%=\frac{1.08×10^5J}{1.8×10^5J}×100\%=60\%$
答：
(1) 起重机做的有用功为$1.08×10^5J$；
(2) 起重机做功的功率为3000W；
(3) 起重机的机械效率为60%。

练习2-2 挖掘机是一种高效的工程机械。图甲是某型号挖掘机在建筑工地工作时的情形,它能在6s内将装满铲斗的质量为0.75t的泥石送到岸边,挖掘深度h= 2m(如图乙所示)。求：

(1)挖掘机每挖一次泥石并水平移送到岸边,对泥石做的功。(g取10N/kg)
(2)若发动机的总功率是20kW,求挖泥石过程中挖掘机的机械效率。
[方法指导]计算前注意要先区分好三种功；计算做功时,注意所用的力和距离需是在同一物体上。

答案：
(1)解：泥石的质量$m = 0.75t=0.75×10^{3}kg = 750kg$，
泥石的重力$G=mg = 750kg×10N/kg=7500N$，
挖掘机对泥石做的功（有用功）$W_{有}=Gh = 7500N×2m = 1.5×10^{4}J$。
(2)解：发动机总功率$P = 20kW=20×10^{3}W = 2×10^{4}W$，工作时间$t = 6s$，
总功$W_{总}=Pt=2×10^{4}W×6s = 1.2×10^{5}J$，
机械效率$\eta=\frac{W_{有}}{W_{总}}×100\%=\frac{1.5×10^{4}J}{1.2×10^{5}J}×100\% = 12.5\%$。
答：
(1)对泥石做的功为$1.5×10^{4}J$；
(2)机械效率为$12.5\%$。