資源簡介

(共37張PPT)
2024年秋季
蘇科版物理
九年級(jí)上冊(cè)
第11章 簡單機(jī)械和功
五·機(jī)械效率
1
學(xué)習(xí)目標(biāo)
2
課時(shí)導(dǎo)入
3
感悟新知
4
隨堂檢測(cè)
5
課堂小結(jié)
1.通過探究動(dòng)滑輪，知道有用功、總功、額外功及它們之間的
關(guān)系
2.通過分析，理解機(jī)械效率的概念，知道機(jī)械效率的計(jì)算公式，會(huì)運(yùn)用公式計(jì)算簡單機(jī)械的機(jī)械效率
3.知道機(jī)械效率的物理意義，知道實(shí)際機(jī)械效率不可能是100%
4.通過探究分析，了解影響機(jī)械效率的因素，知道提高滑輪組機(jī)械效率的方法和意義
學(xué)習(xí)效率
機(jī)械效率
知識(shí)點(diǎn)
認(rèn)識(shí)機(jī)械效率
1
小明利用動(dòng)滑輪把木料拉上四樓時(shí)，手拉繩子做的功與動(dòng)滑輪對(duì)木料做的功相等嗎？
不相等，動(dòng)滑輪有重力，繩子有摩擦等等
把木料拉上四樓 目的，需要,有價(jià)值 拉木料所做的功
動(dòng)滑輪上升，克服摩擦 必須,但沒有價(jià)值 動(dòng)滑輪重力，摩擦力所做的功
拉力做的總功
知識(shí)點(diǎn)
認(rèn)識(shí)機(jī)械效率
1
活動(dòng)實(shí)驗(yàn)：再探動(dòng)滑輪（不計(jì)摩擦）
1.實(shí)驗(yàn)器材：見右圖
h
s
2.實(shí)驗(yàn)所要測(cè)量的物理量
根據(jù)功的公式可知，需要測(cè)出繩子受到的拉力F、繩端移動(dòng)的距離s、鉤碼所受的重力G和鉤碼上升的高度h
知識(shí)點(diǎn)
認(rèn)識(shí)機(jī)械效率
1
活動(dòng)實(shí)驗(yàn)：再探動(dòng)滑輪（不計(jì)摩擦）
h
s
3.實(shí)驗(yàn)步驟
用彈簧測(cè)力計(jì)沿豎直方向勻速拉一個(gè)動(dòng)滑輪，使掛在動(dòng)滑輪下面重為G的鉤碼緩慢勻速上升。改變鉤碼的數(shù)量，重復(fù)上述步驟。
知識(shí)點(diǎn)
認(rèn)識(shí)機(jī)械效率
1
活動(dòng)實(shí)驗(yàn)：再探動(dòng)滑輪（不計(jì)摩擦）
4.實(shí)驗(yàn)表格
實(shí)驗(yàn)次數(shù) 鉤碼的重力G∕N 鉤碼被提升的高度h∕m 人手對(duì)繩端的拉力F∕N 繩端移動(dòng)的距離s∕m 鉤碼所受重力做的功W1∕J 拉力所做的功W2∕J
①
②
③
④
知識(shí)點(diǎn)
認(rèn)識(shí)機(jī)械效率
1
活動(dòng)實(shí)驗(yàn)：再探動(dòng)滑輪（不計(jì)摩擦）
4.實(shí)驗(yàn)表格數(shù)據(jù)
實(shí)驗(yàn)次數(shù) 鉤碼的重力G∕N 鉤碼被提升的高度h∕m 人手對(duì)繩端的拉力F∕N 繩端移動(dòng)的距離s∕m 鉤碼所受重力做的功W1∕J 拉力所做的功W2∕J
①
②
③
④
1.0
0.20
0.40
0.20
0.65
0.26
1.5
0. 20
0.40
0.30
0.90
0.36
1.5
0.25
0.90
0.50
0.375
0.45
2.0
0.20
1.15
0.40
0.40
0.44
知識(shí)點(diǎn)
認(rèn)識(shí)機(jī)械效率
1
活動(dòng)實(shí)驗(yàn)：再探動(dòng)滑輪（不計(jì)摩擦）
5.實(shí)驗(yàn)結(jié)論
使用動(dòng)滑輪提升重物做功，拉力所做的功W2大于重物所受重力做的功W1(W2＞W(wǎng)1 )。
拉力所做的功叫作總功，記為W總
將鉤碼提升至一定的高度是我們的目的，所做的功叫做有用功，記做W有用
知識(shí)點(diǎn)
認(rèn)識(shí)機(jī)械效率
1
活動(dòng)實(shí)驗(yàn)：再探動(dòng)滑輪（不計(jì)摩擦）
W2-W1 =其他力做功，此實(shí)驗(yàn)中未考慮摩擦，但是考慮動(dòng)滑輪的重力，克服動(dòng)滑輪的重力做功即為其他力做的功。如果考慮摩擦，那么克服摩擦力做的功也是其他力做功。
并非我們所需要的，但又不得不做的功，將它叫作額外功，記為W額外
知識(shí)點(diǎn)
認(rèn)識(shí)機(jī)械效率
1
活動(dòng)實(shí)驗(yàn)：再探動(dòng)滑輪（不計(jì)摩擦）
W總=W有用+W額外
總功等于有用功與額外功之和
一般來說，機(jī)械對(duì)外所做的功為有用功，機(jī)械克服自身部件的重力和摩擦力所做的功為額外功，動(dòng)力對(duì)機(jī)械所做的功為總功
知識(shí)點(diǎn)
認(rèn)識(shí)機(jī)械效率
1
由總功等于有用功與額外功之和分析，機(jī)械效率的表達(dá)式：
用字母η表示機(jī)械效率：
物理學(xué)中，將有用功與總功的比值叫作機(jī)械效率
知識(shí)點(diǎn)
認(rèn)識(shí)機(jī)械效率
1
（1）對(duì)于實(shí)際機(jī)械，由于額外功的存在，總有W有用＜W總，因此η＜100％。
（2）例：起重機(jī)的機(jī)械效率為40％- 50％的意思是什么？
說明：使用起重機(jī)提升重物時(shí)所做的有用功跟總功的比值是40％- 50％ ，也可以說有用功在總功中占有40％- 50％ ，另外的占比做的是額外功。
歸納
機(jī)械效率表達(dá)式：
η＜100％
W總=W有用+W額外
練習(xí)1
B
練習(xí)2
100
95
95%
目的需求，即使克服水和桶的重力做功，也是有用功
練習(xí)3
A
思考：此圖中克服摩擦力做功是有用功還是額外功？
使物體勻速直線運(yùn)動(dòng)是目的，克服物體與水平面之間的摩擦力做功能達(dá)到目的，所以做的功是有用功。
W有用＝
fs物
練習(xí)4
400
83.3%
20
知識(shí)點(diǎn)
測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率
2
1.實(shí)驗(yàn)原理：
2.實(shí)驗(yàn)需要測(cè)量的物理量：
滑輪及物體（鉤碼）的重力，繩端的拉力，物體移動(dòng)的距離和繩端移動(dòng)的距離
3.實(shí)驗(yàn)器材：彈簧測(cè)力計(jì)、刻度尺、鐵架臺(tái)、滑輪、細(xì)線、鉤碼
h
s
前提：不考慮摩擦
知識(shí)點(diǎn)
測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率
2
4.實(shí)驗(yàn)步驟：
h
s
（1）用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出鉤碼所受重力G
（2）用彈簧測(cè)力計(jì)豎直向上勻速拉繩子自由端。用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出繩端拉力F，用刻度尺分別測(cè)出s、h，
理由：為了避免測(cè)力計(jì)自身重力對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的影響,勻速是為了彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)更加準(zhǔn)確
知識(shí)點(diǎn)
測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率
2
4.實(shí)驗(yàn)步驟：
（3）改變鉤碼的數(shù)量，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)操作
5.實(shí)驗(yàn)表格：通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析如何才能提高滑輪組的機(jī)械效率？
h
s
知識(shí)點(diǎn)
測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率
2
實(shí)驗(yàn)次數(shù) 鉤碼的重力G∕N 鉤碼被提升的高度h∕m 繩端的拉力F∕N 繩端移動(dòng)的距離s∕m 鉤碼所受重力做的功W1∕J 拉力所做的功W2∕J
①
②
③
1.0
0.20
0.40
0.20
0.65
0.24
1.5
0. 20
0.40
0.30
0.90
0.36
2.0
0.20
1.15
0.40
0.40
0.44
機(jī)械效率η
76.92
83.33
90.91
知識(shí)點(diǎn)
測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率
2
6.實(shí)驗(yàn)結(jié)論
h
s
通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析得，使用同一滑輪組提升不同的重物時(shí)，重物越重，滑輪組的機(jī)械效率越高
知識(shí)點(diǎn)
測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率
2
分析如何提高機(jī)械效率
1.額外功不變時(shí)，增加有用功，以此實(shí)驗(yàn)為例，增加鉤碼的重力，上升相同高度時(shí)，有用功增加，機(jī)械效率增加
2.有用功不變時(shí)，減少額外功，以此實(shí)驗(yàn)為例，同一鉤碼被提升相同高度，有用功一定，可以通過減少額外功，機(jī)械效率也會(huì)增加
經(jīng)常保養(yǎng)、定時(shí)潤滑以減小滑輪的輪與軸之間摩擦，減小動(dòng)滑輪的自重，減小繩子的重力等方法
練習(xí)1
D
做功快慢與機(jī)械效率無關(guān)
練習(xí)1
練習(xí)1
勻速直線
0.7
71.4
摩擦力
0.5
歸納
提高機(jī)械效率
減少額外功
增加有用功
摩擦
減小動(dòng)滑輪的自重，減小繩子的重力
增加被提升重物的重力
C
注意功率與機(jī)械效率無關(guān)
機(jī)械效率的計(jì)算
340 N
120 W
85%
機(jī)械效率的計(jì)算
100
20
增大
小拓展
影響斜面
機(jī)械效率的因素
斜面的傾斜程度
斜面的粗糙程度
機(jī)械效率的計(jì)算
0.72 kg
15 N
60 %
W有用＋W額外
有用功和總功
謝謝！同學(xué)們?cè)僖姡?/p>

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