資源簡介

(共25張PPT)
物理 北師大版（2024）
八年級下冊
第九章　機械和功
第五節 探究使用機械是否省功
預習清單
1.功的計算公式:________,克服重力做功的計算公式:________。
2.功的原理是________________________。
3.必須要做的功為________,克服機械自身部件的重力和摩擦力不得不做的功為________,有用功和額外功之和為________,即________________。
W=Fs
W=Gh
使用任何機械都不能省功
有用功
額外功
總功
W總=W有用+W額外
預習清單
4.我們用有用功跟總功的________來描述使用機械做功的效率,稱之為機械效率。公式:____________。因為有用功總小于總功,所以機械效率總小于____;機械效率用百分數表示,沒有單位。
比值
1
導入新課
工人為什么不直接提起重物,而是用這么多的簡單機械進行組合呢 使用滑輪組、定滑輪和輪軸這些簡單機械的優勢是什么
使用機械能省功嗎
任務一：探究使用機械是否省功
1.明確探究的任務:使用動滑輪提升物體時是否省功。
用動滑輪提升物體與什么比較是否省功
提示:與直接提升物體相比較。
分析判斷省功還是費功的方法是什么
提示:分別測量并計算出兩次提升所做的功,若使用動滑輪做的功W2小于直接提升重物做的功W1,則使用動滑輪省功;反之,則不省功。
任務一：探究使用機械是否省功
探究方案的設計:
任務一：探究使用機械是否省功
問題:
(1)如何操作
(2)需要記錄哪些物理量
操作要點:
(1)勻速緩慢提升物體。
(2)測力計在提升過程中讀數。
(3)測量提升高度時,要規范記錄物體和繩端的始、末位置。
任務一：探究使用機械是否省功
實驗數據:
由實驗數據可知W2>W1,
實驗結果說明:使用動滑輪不省功。
任務一：探究使用機械是否省功
動滑輪不省功的原因
直接用彈簧測力計勻速豎直提升重物,只需提升重物做功。豎直拉動繩子使動滑輪和重物一起上升時,不僅要提升重物做功,也要提升繩和動滑輪做功,同時還要克服動滑輪上的摩擦做功,因此使用動滑輪并不省功。
任務一：探究使用機械是否省功
2.明確探究的任務:使用杠桿提升物體時是否省功。
任務一：探究使用機械是否省功
實驗數據:
實驗結論:使用杠桿提升物體不省功。
任務一：探究使用機械是否省功
3.明確探究的任務:使用斜面提升物體時是否省功。
任務一：探究使用機械是否省功
實驗數據:
實驗結論:使用斜面提升物體不省功。
任務二：學習機械效率
1.相關概念:
(1)有用功(W有用):在用動滑輪提升重物時,動滑輪對物體所做的功是有用的,這部分功叫作有用功。
(2)額外功(W額外):在用動滑輪提升重物時,不可避免地要對繩和動滑輪本身做功,還要克服摩擦做功,這些功是我們不需要但不得不做的,這部分功叫作額外功。
(3)總功(W總):提升滑輪的拉力所作的功,既提升了物體做了有用功,也貢獻了額外功,所以它做的功就是總功。
(4)三者之間的關系式為W總=W有用+W額外。
任務二：學習機械效率
2.建立機械效率的概念。
實驗探究:用滑輪組提升重物(鉤碼)。
注意事項:
(1)3次提升不同重物(不同數量的鉤碼)到相同的高度,將數據記錄在表格里。
(2)分析數據,尋找三次提升中發揮滑輪組性能最好的一次。
(3)換用另一種自重不同的動滑輪,重復前面的實驗,分析數據,尋找三次提升中發揮滑輪組性能最好的一次。
(4)六次實驗數據匯總,尋找提升中發揮滑輪組性能最好的一次。
任務二：學習機械效率
3.引入比值的思想:揭示機械效率的概念。
機械效率的概念:用有用功跟總功的比值來描述機械的這種特性,稱之為機械效率,用η表示。
用公式表示為。
有用功是總功的一部分,所以W有用核心總結
1.使用任何機械都不省功。
2.用機械效率η來衡量不省功的效能。
3.機械效率是可變的。
4.實際中的機械效率η<1。
課堂評價
1.下面關于機械效率說法中正確的是 ( )
A.做功多的機械,機械效率一定高
B.做額外功少的機械,機械效率一定高
C.做有用功多的機械,機械效率一定高
D.做有用功占總功比例高的機械,機械效率一定高
D
課堂評價
2.關于機械效率的說法中正確的是 ( )
A.機械效率高的機械,做功多
B.做有用功越多的機械,機械效率越高
C.做相同的功,額外功的值越小,機械效率越高
D.做功越快的機械,效率越高
C
課堂評價
3.關于機械效率,下列說法中正確的是 ( )
A.機械效率高的機械,做的有用功多
B.機械效率低的機械,做的額外功少
C.機械效率低的機械,做的有用功占總功的比值小
D.機械效率高的機械,做的功快
C
課堂評價
4.在某建筑工地上,工人用如圖所示的滑輪組將重為1 200N 的建筑材料從地面運送到20m的樓上,工人對繩端豎直向上的拉力是500N,在這個過程中,需要的有用功是多少 工人做了多少額外功 這個滑輪組的機械效率是多少
24 000J
6 000J
80%
課堂評價
5.用如圖所示的滑輪組把重力為200N的重物勻速拉到10m高的樓房頂部,在拉動過程中繩端所加的拉力F為90N,繩端上升了30m。g取10N/kg,求:
(1)滑輪組提升重物的有用功、總功、額外功;
(2)滑輪組提升重物的機械效率。
(1)W有用 =2 000J;W總 =2 700J;W額外 =700J
(2)η=74.1%
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