資源簡介 物理講義課題 11.3.1如何提高機(jī)械效率 九年級知識回顧 1.生活工作中,什么叫效率?——單位時(shí)間完成的有效工作量 2.那在簡單機(jī)械做功過程中,什么叫機(jī)械效率呢? 姓 名新課教學(xué) 教學(xué)目標(biāo): 1.知道有用功、額外功和總功的含義,以及它們之間的關(guān)系。 2.理解機(jī)械效率的概念,會用機(jī)械效率的公式進(jìn)行簡單的計(jì)算。 3.會測算滑輪組的機(jī)械效率。 4.知道機(jī)械效率總小于1,知道提高機(jī)械效率的方法和意義。 教學(xué)難點(diǎn): 提高機(jī)械效率的方法與運(yùn)用,同一機(jī)械的效率是可變的 教學(xué)內(nèi)容 一、有用功、額外功和總功 (1)對于教材圖11-16(a):拉力對滑輪組做功時(shí),拉力對重物、動(dòng)滑輪、繩子以及克服各部分之間的摩擦力都做了功;其中,_____所做的功是我們需要的功,對____、____以及______所做的功是我們不需要但又不得不做的功。 (2)對于教材圖11-16(b):挖掘機(jī)對泥土、抓斗以及克服各部件之間的摩擦力都做了功;其中,____所做的功是我們需要的功,對____以及________所做的功是我們不需要但又不得不做的功。 總結(jié):1.____:是我們需要的有價(jià)值的功。 2.____:對人們既無利用價(jià)值又不得不做的功。 3.____:動(dòng)力對機(jī)械所做的所有功。 4.總功等于有用功與額外功之和,即______。 【練習(xí)】從井中打水時(shí),對水所做的功是____功;從井中撈桶,對水所做的功是____功。若兩次都是同井同桶且兩次都裝滿了水,則兩次所做的有用功、總功和額外功中,相同的是____功。 二、機(jī)械效率 現(xiàn)在有兩個(gè)用不同材質(zhì)做的容積完全一樣的水桶,如果讓你提水上二樓,你是選擇輕質(zhì)塑料桶,還是厚鐵皮桶選擇鐵桶?理由是什么? 當(dāng)你用滑輪提升同一個(gè)重物時(shí),有兩種滑輪組可供選擇,一種是輕質(zhì)塑料滑輪組,另外一個(gè)是沉重鐵質(zhì)滑輪組,你選擇哪一種滑輪?理由是什么? 總結(jié):在使用機(jī)械做功時(shí),____在總功中占得比例越大越好,盡可能在有用功不變的情況下減少____所占比例,因此我們用_____來表示簡單機(jī)械工作效率的高低。 即在物理學(xué)中,我們把____與____的___叫做機(jī)械效率。 表達(dá)式:η=______。 疑問:機(jī)械效率會大于等于1嗎?為什么? 三、怎樣提高機(jī)械效率 η =____× 100%=____× 100%= ____× 100% 由公式推導(dǎo)可知: ①在有用功一定(同一物重)的情況下,減小額外功(____、____),就可以達(dá)到提高機(jī)械效率的目的。例如:改進(jìn)機(jī)械結(jié)構(gòu)、定時(shí)保養(yǎng)等; ②在額外功一定(同一機(jī)械)的情況,增加有用功就可以達(dá)到提高機(jī)械效率的目的。例如:增加物重等。 【練習(xí)】某實(shí)驗(yàn)小組在測滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)中得到的數(shù)據(jù)如下表所示,實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲、乙所示。 (1)分析表中數(shù)據(jù)可得:第1次實(shí)驗(yàn)中的s1=___h(yuǎn)1,這是使用圖中____(選填“甲”或“乙”)圖所示裝置做的實(shí)驗(yàn)?!?(2)比較第1次實(shí)驗(yàn)和第2次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)可得:兩次實(shí)驗(yàn)提升的重物G1___G2,機(jī)械效率η1___η2(均選填“>”“<”或“=”),從兩次使用的滑輪組裝置角度分析,造成兩次機(jī)械效率有這樣關(guān)系的主要原因是:使用____滑輪組提升____重物時(shí),動(dòng)滑輪的____越多(動(dòng)滑輪的____越大),滑輪組的機(jī)械效率____。 物理量1次2次3次鉤碼重G/N448鉤碼上升高度h/m0.10.10.1繩端拉力F/N1.61.82.7繩端移動(dòng)距離s/m0.40.3機(jī)械效率η62.5%74.1%(3)該小組同學(xué)再用第1次實(shí)驗(yàn)使用的裝置做第3次實(shí)驗(yàn),表中第3次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)應(yīng)為:繩端移動(dòng)距離s3=___m,機(jī)械效率η3=____。 4.不同簡單機(jī)械的機(jī)械效率 滑輪組: 特殊滑輪組: 斜面: 杠桿: 課堂筆記課堂練習(xí)用定滑輪、動(dòng)滑輪、滑輪組分別提升同樣重的物體,(若不計(jì)繩重及摩擦),其中機(jī)械效率最大的是( )A.定滑輪 B.動(dòng)滑輪 C.滑輪組 D.一樣大如圖所示,用滑輪組提升重物時(shí),將重600N的物體在10s內(nèi)勻速提升了2m,已知?jiǎng)踊喼貫?00N(不計(jì)繩重和摩擦),則提升重物的過程中正確的是( )A.繩子自由端拉力F的大小為300NB.滑輪組的機(jī)械效率為60%C.提升物體的過程中,額外功為200JD.繩子自由端拉力F的功率為150W兩臺機(jī)械,甲機(jī)械效率為80%,乙機(jī)械效率為60%,下列說法正確的是( )A.甲機(jī)械一定比乙機(jī)械省力B.乙機(jī)械一定比甲機(jī)械省力C.甲機(jī)械做的有用功一定比乙機(jī)械的多D.有用功相同時(shí),乙機(jī)械所做的總功多如圖所示,用下列裝置提升同一重物,若每個(gè)滑輪重相同,不計(jì)摩擦,則機(jī)械效率最高的裝置是( )用如左圖所示的滑輪組將重為40N的物體勻速提升0.5m,所用的拉力為25N,則滑輪組提升重物所做的有用功及機(jī)械效率分別為( )A.20J 56% B.20J 80% C.25J 56% D.25J 80%測量滑輪組機(jī)械效率的裝置如中圖,用5N拉力將重為8N的物體勻速提升0.5m,用時(shí)4s,拉力做的有用功W有用=____J,滑輪組的機(jī)械效率η=____。如右圖所示,每個(gè)滑輪均重12N,用滑輪組拉著重600N的物體A沿水平方向勻速移動(dòng),在40s內(nèi)物體移動(dòng)了8m,拉力F做的功為1280J(不計(jì)繩重及機(jī)械內(nèi)部摩擦)。那么,拉力F的功率為___W,滑輪組的機(jī)械效率為____。從深5m的井中直接將一桶水提出井口,已知桶重20N,桶中水重80N。若此目的是為了提水,則機(jī)械效率為____;若此目的是為了撈桶,則機(jī)械效率為____。利用一個(gè)動(dòng)滑輪把重30N的物體豎直向上提升5m,所用拉力是20N,拉力所做的功是____J;動(dòng)滑輪的機(jī)械效率是____。如右圖所示,在20 N的水平拉力F作用下,重200 N的物體沿水平地面向左做勻速直線運(yùn)動(dòng),物體與地面間的滑動(dòng)摩擦力為48 N,則滑輪組的機(jī)械效率為____;若物體的速度為0.2 m/s,則1 min內(nèi)拉力做的功為____J。某同學(xué)利用斜面勻速提升重為500N的物體,已知沿斜面的拉力做的功為1000J,斜面的機(jī)械效率為60%,則物體被提升的高度為__m。如圖甲所示,為測量滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)裝置,鉤碼總重9N。(1)若拉力大小為5N,該滑輪組的機(jī)械效率為____;(2)若不考慮繩重、繩子和滑輪之間的摩擦,只改變滑輪組繩子的繞法(如圖乙所示),該滑輪組的機(jī)械效率將____;若只增加鉤碼的個(gè)數(shù),該滑輪組的機(jī)械效率將____(選填“增大”、“減小”、“不變”)。小明同學(xué)測定斜面的機(jī)械效率,實(shí)驗(yàn)記錄結(jié)果如下表:次數(shù) 斜面傾斜程度 物重 G/N 斜面高度 h/m 沿斜面拉力 F/N 斜面長 s/m 有用功 W有/J 總功 W總/J 機(jī)械效率 η1 較緩 5 0.1 1.5 1 0.5 1.5 33.3%2 較陡 5 0.2 2 1 1 2 50%3 最陡 5 0.3 2.4 1(1)在測拉力時(shí),要用彈簧測力計(jì)________拉動(dòng)物塊;(2)根據(jù)表格中數(shù)據(jù),第三次(最陡)實(shí)驗(yàn)的有用功是____J,總功是____J,機(jī)械效率是____;(3)分析數(shù)據(jù)可知,斜面越陡,機(jī)械效率____(選填“越高”、“越低”或“不變”);(4)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)還可知道,斜面越陡越____(選填“省力”或“費(fèi)力”);(5)第一次實(shí)驗(yàn)中,若拉力作用時(shí)間是5s,則拉力的功率是____W;(6)盤山公路就是一個(gè)斜面,根據(jù)本題中的結(jié)論分析,在一定范圍內(nèi),盤山公路越____(選題“陡”或“緩”)越省油。如圖所示,已知斜面長5m,高3m,繩端拉力為50N。利用這個(gè)滑輪裝置將重為100N的物體在5s內(nèi)從斜面的底端勻速拉到頂端。在此過程中:(1)繩端移動(dòng)的距離;(2)拉力做的功和功率;(3)拉力的機(jī)械效率。質(zhì)量為20kg、底面積100cm2的物體靜止在水平地面上,用如右圖所示的滑輪組在5s內(nèi)將物體勻速豎直提升3m,已知?jiǎng)踊喼?0N(不計(jì)繩重和摩擦,g=10N/kg)。求:(1)提升前,物體靜止在水平地面上時(shí)對地面的壓強(qiáng);(2)拉力F的功率;(3)滑輪組的機(jī)械效率。課后作業(yè)如圖所示,在20s內(nèi)將80N的水桶提升3m,拉力為50N,則拉力的功率為___W,該裝置的機(jī)械效率是____。若不計(jì)繩重和摩擦則動(dòng)滑輪的重力為____N。建筑工地上,工人師傅用滑輪組和桶組成的裝置將水泥從地面勻速運(yùn)至樓上,如圖所示,若水泥重為G0,桶重為G1,不計(jì)繩重和摩擦,此過程中該裝置的機(jī)械效率為η,則工人師傅作用在繩子自由端的拉力F為____。第1題 第2題 第3題 第4題如圖所示,用豎直向上的力勻速拉動(dòng)較長的杠桿,使重為18N的物體緩慢升高0.1m,拉力大小F=8N,拉力作用點(diǎn)移動(dòng)的距離為0.25m.有用功為____J,拉力所做的功為____J,杠桿的機(jī)械效率為____%。如圖所示,工人利用滑輪組以250N的拉力將400N的水泥勻速提高2m,該滑輪組的機(jī)械效率是____;工人對地面的壓力與其重力相比要___(填“大”或“小”)。小明用動(dòng)滑輪勻速提升重為900N的物體,所用拉力為500N,物體升高2m,所用時(shí)間為5s。此過程中,拉力做的有用功為____J,拉力做功的功率為____W,動(dòng)滑輪的機(jī)械效率為____。如圖所示,將重為900N的物體從長為L=4m、高h(yuǎn) =1m的斜面底部以0.5m/s的速度勻速推上斜面的頂端,已知沿斜面所用的推力是300N,則推力做的功為____J,推力的功率是____W,該斜面的機(jī)械效率是___。如圖是某建筑工地上提升建筑材料的滑輪組示意圖,其動(dòng)滑輪質(zhì)量15kg,某次提升材料質(zhì)量240kg,材料在空中靜止時(shí),摩擦影響很小,繩很輕,可以不考慮,則豎直向下的拉力F=____N;豎直向上勻速提升材料,摩擦影響較大,實(shí)際所用的拉力大小是1000N,并將材料提升了10m高。則滑輪組的機(jī)械效率是____(取g=10N/kg)。如圖所示,甲、乙兩個(gè)滑輪組中,所有滑輪的質(zhì)量都相同,在FA和FB的作用下,重物A、B分別以相同的速度勻速上升。已知FA:FB=3:2,不計(jì)繩重和摩擦。則下列說法正確的是( )兩重物A、B所受的重力相等B.在相同的時(shí)間內(nèi),拉力所做的額外功不相同C.拉力FA和FB做功的功率之比為3:2D.甲滑輪組的機(jī)械效率大于乙滑輪組的機(jī)械效率如圖所示,利用輕質(zhì)滑輪組勻速拉動(dòng)水平地面上重為G的物體,若拉力的大小為F,物體和地面之間的摩擦力大小為f,A點(diǎn)的拉力為FA,則下列滑輪組的機(jī)械效率表達(dá)式正確的是( )A. B. C. D.如圖所示,用滑輪組提升重物時(shí),重800N的物體在10s內(nèi)勻速上升了1m。已知拉繩子的力F為500N,則提升重物的過程中( )A.繩子自由端被拉下3m B.滑輪組的機(jī)械效率是80%C.做的有用功是500J D.拉力F的功率是80W甲升降機(jī)比乙升降機(jī)的機(jī)械效率高,它們分別把相同質(zhì)量的物體勻速提升相同的高度則( )A.乙升降機(jī)提升重物做的有用功較多 B.甲升降機(jī)的電動(dòng)機(jī)做的額外功較多C.甲升降機(jī)的電動(dòng)機(jī)做的總功較少 D.乙升降機(jī)的電動(dòng)機(jī)做的總功較少關(guān)于功、功率和機(jī)械效率,下列說法正確的是( )A.高科技可以使機(jī)械效率達(dá)到100% B.功率大的機(jī)械,做功一定快C.做功多的機(jī)械,功率一定大 D.做功快的機(jī)械,機(jī)械效率一定高某人用如圖所示的兩種方法分別將同一物體勻速提升相同的高度,不計(jì)摩擦和繩重,他所做的有用功WA、WB,兩種裝置的機(jī)械效率ηA 、ηB的關(guān)系正確的是( )A.WA=WB ηA<ηB B.WA=WB ηA>ηBC.WA<WB ηA<ηB D.WA=WB ηA=ηB甲、乙兩人分別使用兩套滑輪組,將同樣重的物體勻速提升相同高度,所用滑輪組的機(jī)械效率分別為80%和60%,甲用1min,乙用0.5min,則兩人所做的功之比和功率之比分別為( )A.8:3 4:3 B.3:4 3:8 C.3:8 3:16 D.2:3 1:3在日常生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,提高機(jī)械效率有著重要的意義。提高機(jī)械效率,要從研究影響機(jī)械效率的因素出發(fā),尋求辦法。甲 乙 丙(1)為了探究影響機(jī)械效率的因素,小明選取了大小相同的滑輪,利用圖甲和圖乙裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),并把數(shù)據(jù)整理記錄在下表中。實(shí)驗(yàn) 次數(shù) 滑輪 材質(zhì) 鉤碼重 G/N 提升的高度 h/m 有用功 W有用/J 拉力 F/N 繩端移動(dòng)的距離 s/m 總功 W總/J 機(jī)械效率 η1 鋁 1 0.1 0.1 0.6 0.3 0.18 56%2 鋁 2 0.1 0.2 1.0 0.3 0.3 67%3 鋁 2 0.2 0.4 1.0 0.6 0.6 67%4 塑料 2 0.2 0.4 0.8 0.6 0.48 83%5 塑料 2 0.2 0.4 2.1 0.2 0.42 95%①比較1和2兩次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn):在所有滑輪組一定時(shí),提升的鉤碼____,機(jī)械效率越高。②比較3和4兩次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn):滑輪組的機(jī)械效率還與________有關(guān)。③比較____兩次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn):在所用滑輪組一定時(shí),機(jī)械效率與提升鉤碼的高度無關(guān)。④第5次實(shí)驗(yàn)是利用了圖____的裝置完成的,判斷依據(jù)是____________________。⑤利用圖甲的裝置,把重6N的物體用2.5N的拉力迅速拉起,滑輪組的機(jī)械效率為____??梢娙绻麤]有刻度尺,只有測力計(jì),也可以測量出滑輪組的機(jī)械效率。(2)小明利用圖丙裝置實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn):斜面的機(jī)械效率與斜面的傾斜程度和摩擦有關(guān),與物重?zé)o關(guān)。保持斜面傾斜程度不變,可以采用________的方法減小摩擦,從而提高斜面的機(jī)械效率。(3)實(shí)驗(yàn)表明:額外功越小,總功越接近有用功;進(jìn)一步推理得出:假設(shè)沒有額外功,總功等于有用功;可見使用任何機(jī)械都______。下列物理規(guī)律的得出運(yùn)用了這種研究方法的是____。A.?dāng)[的等時(shí)性 B.牛頓第一定律 C.阿基米德原理小李用如圖所示的滑輪組把90kg的物體提升3m,作用在繩子自由端的拉力是400N,不考慮繩重及摩擦(g=10N/kg)。求:(1)滑輪組的機(jī)械效率;(2)動(dòng)滑輪的重力。工人利用圖所示的滑輪組將重400N的物體向上勻速提起2m,所用拉力為250N(不計(jì)繩重和摩擦的力)。求:(1)滑輪組的機(jī)械效率;(2)若用此滑輪組將重900N的物體豎直向上勻速提升2m,拉力在這一過程中所做的功。用滑輪組勻速提升重為2000N的物體,作用在繩子自由端的拉力大小為625N,拉力做功的功率為1250W,滑輪組的機(jī)械效率為80%,不計(jì)摩擦與繩重,求:(1)重物上升的速度;(2)本滑輪組用幾段繩子懸掛動(dòng)滑輪?當(dāng)堂檢測(__月__日) 姓名:_____下列關(guān)于功、功率、機(jī)械效率的說法正確的是( )A.做功多的機(jī)器機(jī)械效率一定高 B.功率小的機(jī)器做功慢C.機(jī)械效率高的機(jī)器功率一定大 D.功率大的機(jī)器做功時(shí)間一定短圖中剪刀剪紙機(jī)械效率為80%,這表示( )A.若作用在剪刀的動(dòng)力是1N,則阻力是0.8NB.若作用在剪刀的阻力是1N,則動(dòng)力是0.8NC.若作用在剪刀的動(dòng)力做功1J,則有0.2J 的功用于剪紙D.若作用在剪刀的動(dòng)力做功1J,則有0.8J 的功用于剪紙如圖所示,用滑輪組提升重物時(shí),重800N的物體在10s內(nèi)勻速上升了1m。已知拉繩子的力F為500N,則提升重物的過程中( )A.做的有用功是800JB.拉力F的功率是80WC.繩子自由端被拉下3mD.滑輪組的機(jī)械效率是60%功率為10kW的起重機(jī)在一分鐘內(nèi),將重9×104N的物體升高2m,水平移動(dòng)4m,則下列數(shù)據(jù)錯(cuò)誤的是( )A.額外功為4.2×104J B.有用功為1.8×105JC.總功為6×105 J D.機(jī)械效率為30%工地上,工人用滑輪組吊起一堆質(zhì)量為600kg的磚塊(如圖所示),若將磚塊勻速拉升20m,拉力F的功率為3000W,機(jī)械效率為80%,不計(jì)繩重和摩擦(g=10N/kg),則( )A.拉力所做的功為1.2×105JB.動(dòng)滑輪重1000NC.物體上升的速度為0.4m/sD.若重新吊起300kg的物體,其機(jī)械效率不會改變在不計(jì)摩擦和繩子質(zhì)量的情況下,分別使用定滑輪、動(dòng)滑輪、滑輪組(兩個(gè)定滑輪和兩個(gè)動(dòng)滑輪)勻速提升同一物體到同一高度處,其機(jī)械效率分別為η定、η動(dòng)、η組 ,則下列選項(xiàng)正確的是( )A.η組<η動(dòng)<η定 B.η定<η動(dòng)<η組 C.η動(dòng)<η定<η組 D.η定<η組<η動(dòng)一臺起重機(jī)將重5000N的貨物提高2m,如果額外功是2500J,則起重機(jī)做的有用功是____J,該起重機(jī)的機(jī)械效率是____。斜面長5m,高1m,工人用沿斜面方向400 N的力把重1600 N的集裝箱勻速推到車上,推力對集裝箱做的功是____J,斜面的機(jī)械效率是____。用如圖所示的滑輪組將一重為200N的物體在25秒內(nèi)勻速向上提高3m,拉力為150N,則有用功為____J,這個(gè)滑輪組的機(jī)械效率為____(計(jì)算結(jié)果保留1位小數(shù));若定滑輪、動(dòng)滑輪各增加一個(gè)組成新的滑輪組,將相同的重物提升相同的高度,機(jī)械效率將____(選填“增大”、“減小”或“不變”)。如圖所示,平行于斜面的拉力F將一塊重10N的木塊勻速拉上一個(gè)長為2m,高為0.5m的斜面,已知拉力F大小為3N,在此過程中,求:(1)克服重力做的功;(2)拉力F做的功;(3)機(jī)械效率。課前檢測(__月__日) 姓名:_____某同學(xué)聽到上課鈴響了,他一口氣從一樓跑到三樓,所用時(shí)間為10s。那么他上樓過程中,克服自己重力做功的功率最接近下面那個(gè)值( )A.3W B.30W C.300W D.3000W班里組織一次比賽活動(dòng),從一樓登上三樓,比比誰的功率最大。為此,需要測量一些物理量,下列物理量中必須測量的量是( )①三樓地面到一樓地面的高度 ②從一樓到達(dá)三樓所用的時(shí)間③每個(gè)同學(xué)的質(zhì)量或體重 ④一樓到三樓樓梯的長度______A.①② B.①④ C.①②③ D.②③如左圖所示是甲、乙兩物體做功和所需時(shí)間的關(guān)系圖像,由圖像可知,甲物體的功率P甲與乙物體的功率P乙相比較( )A.P甲>P乙 B.P甲兩個(gè)滑輪完全相同,其重力均為20N,分別用如中圖所示的兩種方法將重400N的物體以相同的時(shí)間勻速提升10m,不計(jì)摩擦和繩受到的重力,則下列判斷正確的是( )A.F1小于F2 B.F1做的功等于F2做的功C.F1做功的功率大于F2做功的功率 D.甲圖械效率大于乙圖械效率如右圖所示,甲乙兩物體做功和所需時(shí)間關(guān)系圖象,由圖可知( )A.P甲>P乙 B.P甲星期天同學(xué)們在水晶山公園登山游玩。登山功率最大的同學(xué)( )A.體重最大 B.做功最快 C.用時(shí)最短 D.速度最大下列關(guān)于功率的說法中,正確的是( )A.物體做功越多,功率越大 B.物體做功時(shí)間越短,功率越大C.物體做功越快,功率越大 D.物體做功時(shí)間越長,功率越大一臺機(jī)器的功率是1000W,它的意思是( )A.這臺機(jī)器每次只能做1000J的功 B.這臺機(jī)器每小時(shí)能做1000J的功C.這臺機(jī)器每秒能做1000J的功 D.這臺機(jī)器每秒只能做1000W的功關(guān)于簡單機(jī)械下列說法中正確的是( )A.定滑輪不僅能改變力的大小而且能改變力的方向B.使用滑輪組不僅省力而且省功C.做功越多的機(jī)械,其機(jī)械效率就越高D.功率越大的機(jī)械,做功就越快用起重機(jī)將質(zhì)量為5 t的大石頭以0.5 m /s的速度勻速提升了1 m,隨后以1 m/s 的速度勻速平移了5 m(g取10 N/kg)。(1)上升過程中起重機(jī)的拉力對大石頭做的功;(2)上升過程中起重機(jī)的拉力對大石頭做功的功率;(3)平移過程中起重機(jī)的拉力對大石頭做的功。 展開更多...... 收起↑ 資源預(yù)覽 縮略圖、資源來源于二一教育資源庫