八年级全物理课件第五节 机械效率_沪科版 47页

第五节机械效率第十章机械与人 1课堂讲解2课时流程课后作业逐点导讲练课堂小结当堂检测总功、额外功和有用功机械效率机械效率的变化 小明家住在二楼，买了一批木料，可以直接用手拉到二楼，也可以使用动滑轮，使用动滑轮的作用为了省力。思考：用手直接对木料做功与手对机械做功相等吗？为什么？ 知1－导1知识点有用功、额外功和总功 人提沙子做功1对砂子做功2对桶做功3克服自重做功人拉滑轮做功1对砂子做功2对桶做功3对动滑轮做功人拉滑轮做功1对砂子做功2对口袋做功3对动滑轮做功知1－导 归纳知1－导有用功：有实用价值功，用W有用表示。额外功：没有实用价值但又不得不做的功，用W额表示。总功：有用功与额外功的总和，用W总表示。W总=W有用+W额外定义 [多选]关于有用功与额外功的说法，正确的是()A．用水桶从井中提水时，对水做的功是有用功，而对水桶做的功是额外功B．用水桶从井中提水时，对水桶做的功是有用功，对水做的功是额外功C．当水桶掉进井里，需要将水桶打捞上来时，对水桶做的功是有用功，而对桶内的水做的功是额外功D．从井中打捞水桶时，对水做的功是有用功，对水桶做的功是额外功知1－讲【例1】A、C 知1－讲【解析】用水桶从井中提水的目的是为了从井中得到水，所以对水做的功是有用功，而对水桶做的功是我们不需要但又不得不做的，是额外功，故A正确，B错误；从井中打捞水桶的目的是为了从井中捞起水桶，因此对水桶所做的功是有用功，对水所做的功是额外功，故C正确，D错误。 总结知1－讲拓展：三种机械各种功的比较机械功杠杆滑轮组(提重物)斜面有用功W有用＝GhW有用＝GhW有用＝Gh额外功克服杠杆本身重力、摩擦力所做的功W额外＝W总－W有用克服动滑轮重、绳重、摩擦力所做的功①W额外＝W总－W有用②若不计绳重、摩擦力，W额外＝G动h克服摩擦力所做的功①W额外＝W总－W有用②W额外＝fL总功W总＝FsW总＝FsW总＝FL 知1－练用铁桶从井中打水，此过程中()A．人对铁桶做的功是额外功B．人对水做的功是额外功C．人对水和铁桶做的功都是额外功D．人对水和铁桶做的功都是有用功1A 知1－练【中考·漳州】亮亮和体重较大的爸爸帮助邻居各扛一袋质量为5kg的大米，从一楼爬到三楼，爸爸用时较短。则亮亮与爸爸所做的()A．有用功相等B．总功相等C．总功率相等D．有用功和总功的比值相等2A 知2－导2知识点机械效率你知道生活中的“率”一词吗？种子的发芽率、树的成活率粉笔利用率时间的利用率上述的几个“率”=有用的量/总量表示事物某一方面的优劣。 知2－讲有用功跟总功的比值叫机械效率。机械效率一般用百分数表示，没有单位。机械效率会大于1吗？为什么？有用功总小于总功，所以机械效率总小于1。定义公式思考 知2－讲机械效率公式： 知2－讲起重机的机械效率是60%它表示什么意思？使用起重机提升重物时所做的有用功跟总功的比值是60%，也可以说有用功在总功中占有60%，另外的40%是额外功。 知2－讲图中剪刀剪纸的机械效率为80%，这表示()A．若作用在剪刀上的动力是1N，则阻力是0.8NB．若作用在剪刀上的阻力是1N，则动力是0.8NC．若作用在剪刀上的动力做功1J，则有0.2J的功用于剪纸D．若作用在剪刀上的动力做功1J，则有0.8J的功用于剪纸【例2】D 知2－讲【解析】利用剪刀的目的是剪纸，所以剪纸做的功是有用功。由机械效率为80%知，如果动力做功1J，有0.8J用于剪纸，0.2J是额外功。 1甲、乙两种机械的机械效率分别是80%和65%，则下列说法正确的是()A．使用甲机械省力B．使用甲机械做功快C．在相同的时间内，使用甲机械完成的功多D．乙机械的额外功在总功中占的比例大知2－练D 知2－练2甲、乙升降机分别把相同质量的物体匀速提升相同的高度，甲升降机比乙升降机的机械效率高。两者相比，甲升降机()A．做的总功较少B．做的总功较多C．提升重物做的有用功较少D．提升重物做的有用功较多A 知3－讲3知识点机械效率的变化实验：测滑轮组的机械效率【实验目的】1.学习安装滑轮组。2.学习测滑轮组的机械效率。3.分析得出影响滑轮组机械效率的因素。【实验原理】 知3－讲讨论：为得出滑轮组的机械效率，需要求出有用功和总功，为此需要测出哪些物理量？每个量怎样测量？【实验器材】刻度尺、钩码、弹簧秤、滑轮组两个、铁架台、长约2m的细绳。 知3－讲使用弹簧测力计时首先要做的是什么呢？用弹簧测力计测钩码的重力 知3－讲你组装成的滑轮组！ 知3－讲匀速拉动弹簧秤使钩码升高到某一位置处，从弹簧秤读出拉力F的数值。钩码上升的高度(h)细绳自由端通过的距离(s) 知3－讲【实验步骤】1.照课本图，把滑轮组和刻度尺安装好，测出钩码G的值，并记录表中。2.匀速竖直拉动弹簧测力计，使钩码G上升，读出弹簧测力计所示拉力F的值，从刻度尺读出钩码升高的距离h和弹簧测力计移动的距离S，记录数据在表格中。3.分别算出有用功和总功、机械效率。记录结果。4.再安装另外的滑轮组，再重复上面的实验。 知3－讲实验次数物重G/N高度h/m有用功W有/J拉力F/N距离s/m总功W总/J机械效率 【分析讨论】1.比较两次两种滑轮组有什么不同？机械效率有何差异？2.分析影响滑轮组机械效率的因素是什么？【请你思考】影响滑轮组机械效率的因素1.滑轮组轮与轴及轮与绳之间的摩擦(减小摩擦可以减少额外功，提高机械效率)2.所提升的物重(物重增加，机械效率也提高)3.动滑轮的自重(减少动滑轮的重力，机械效率也提高)知3－讲 知3－讲【请你思考】如何提高机械效率？改进机械的结构，减小机械自重例如：动滑轮太重，使滑轮组机械效率很低，换用较轻滑轮就可提高其机械效率。减小机械间的摩擦力例如：加强机械运动部位的润滑。 知3－讲在“探究滑轮组的机械效率”时，小明利用两组滑轮组进行了5次测量，用一个动滑轮和一个定滑轮测得前4组数据，用两个动滑轮和两个定滑轮测得第5组数据，测得数据如下表：实验次数动滑轮重G动/N物重G/N物体上升高度h/m动力F/N动力作用点移动距离s/m滑轮组的机械效率η/%10.510.10.70.347.620.510.20.70.647.630.520.11.10.360.640.540.120.3①5140.1②0.5【例3】 知3－讲(1)请根据前四组数据，在图甲中画出实验中滑轮组的绕绳方法；(2)实验中应沿竖直方向________拉动弹簧测力计；(3)表格中编号①处数据应为________；根据图乙中弹簧测力计可知编号②数据应为________N；匀速66.71.6 知3－讲(4)由表中第1、2组数据可知，同一滑轮组的机械效率与__________________无关；(5)由表中第3、4组数据可知，同一滑轮组的机械效率与摩擦和_____________有关；(6)有的同学认为：“机械越省力，它的机械效率越高”，你认为这句话是________(填“正确”或“错误”)的；你是用小明收集的数据中________两组数据对比分析来判断的。物体被提升的高度错误4、5被提升的物重 知3－讲(1)由前4组实验数据知，s＝3h，所以滑轮组由3段绳子承担物重，因此应从动滑轮绕起，如图所示；(2)实验中应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，这样才能准确测出拉力的值；(3)①≈66.7%；②由图知，弹簧测力计的分度值为0.2N，所以其示数为1.6N；【解析】 知3－讲(4)第1、2组数据，动滑轮重、物体重相同，物体被提升的高度不同，机械效率相同，可知同一滑轮组的机械效率与物体被提升的高度无关；(5)第3、4组数据，动滑轮、物体被提升的高度相同，被提升的物体重不同，机械效率不同，可知同一滑轮组的机械效率与摩擦和被提升的物重有关； 知3－讲(6)由表格中数据知，第5组滑轮组由5段绳子承担物重，η＝=50%由计算可知，第5组比第4组滑轮组省力，但机械效率更低，所以“机械越省力，它的机械效率越高”的说法不正确。 总结知3－讲此题是“探究滑轮组的机械效率”实验，考查了滑轮组机械效率的计算，根据数据分析影响滑轮组机械效率的因素，同时考查了有关滑轮组的组装及弹簧测力计的读数问题，要细心分析每一个问题。 1施工工地上，一个滑轮组经改进后提高了机械效率，用它把同一物体匀速提升同样的高度，改进后和改进前相比较()A．总功不变，有用功增加B．总功不变，额外功减少C．有用功不变，总功减少D．做的有用功减少知3－练C 知3－练2【中考·长春】工人师傅利用如图所示的装置匀速提升重物，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是()A．增大提升重物的速度，可以增大有用功B．减小定滑轮的重力，可以减小额外功C．增大提升重物的高度，可以提高机械效率D．减小动滑轮的重力，可以提高机械效率D 1知识小结有用功额外功总功机械效率 1.有用功跟总功的比值叫机械效率，机械效率永远小于1。2.机械效率指的是有用功在总功中占的比例，与功率没有必然的关系。3.有用功和总功的认识：机械做功目的有用功(W有)总功(W总)杠杆使物体上升一定的高度GhFs滑轮组斜面滑轮组使物体水平前进fs物FsF 【中考·德阳】关于功率、机械效率的说法正确的是()A．做功多的机器机械效率一定高B．机械效率高的机器功率一定大C．功率小的机器做功慢D．功率大的机器做功时间一定短2易错小结易错点：混淆了功、功率和机械效率的关系C 解：不能，因为使用任何机械都要做额外功。机械的机械效率能不能大于或等于100%？为什么？从提高起重机的机械效率来看，你有哪些建议？12解：减小吊钩等起吊部分机械自重，减小提升时需要克服的摩擦，提升重力较大的货物。 某建筑工人用大小为600N的拉力F，通过定滑轮将重为500N的重物匀速提升2m(如图)。求：(1)这名建筑工人做的有用功是多少？(2)这名建筑工人做的总功是多少？(3)此定滑轮的机械效率是多少？3解：(1)W有＝Gh＝500N×2m＝1000J；(2)W总＝Fs＝600N×2m＝1200J；(3)η＝ 某人用100N的力，沿竖直方向将杠杆动力臂的端点压下2m，杠杆的另一端将320N的重物举高0.5m，则他做的有用功是多少？杠杆的机械效率是多少？4解：W有＝Gh＝320N×0.5m＝160J；W总＝Fs＝100N×2m＝200J；η＝ 如图所示，升旗过程中，克服旗的重力做的功是________，克服绳子重力做的功是________，拉力做的功是________。(均填“有用功”“额外功”或“总功”)5有用功额外功总功 俗话说“竹篮打水一场空”，此过程中，对______做的功是有用功，对________做的功是额外功，这一现象所包含的物理道理是机械效率_____(填“高”或“低”)。6水竹篮低 【中考·泉州】如图所示，用甲、乙两种装置匀速提升同一重物，若每个滑轮重相同，且物重大于滑轮重，不计摩擦及绳重。则下列说法正确的是()A．甲较省力，机械效率较低B．乙较省力，机械效率较低C．甲较省力，机械效率较高D．乙较省力，机械效率较高7B 【中考·烟台】用四只完全相同的滑轮组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，把相同的物体匀速提升相同的高度。若用η甲、η乙表示甲、乙两滑轮组的机械效率，W甲、W乙表示拉力所做的功(不计绳重与摩擦)，则()A．η甲＝η乙，W甲＝W乙B．η甲＞η乙，W甲＞W乙C．η甲＜η乙，W甲＜W乙D．η甲＞η乙，W甲＜W乙8C