資源簡介

(共24張PPT)
物理 人教版（2024）
八年級下冊
第十二章　簡單機械
第4節　機械效率
預習清單
1.功的計算公式:_________,克服重力做功的計算公式:_________。
2.使用滑輪組時，不計繩重與摩擦，F= _________，繩自由端移動的距離s=_________。
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_______________。
4.物理學中,將有用功與總功的_________叫作機械效率。公式為________。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。
W=Fs
W=Gh
nh
有用功
額外功
總功
W總=W有用+W額
比值
1
導入新課
思考：
利用機械幫助我們工作,會給我們帶來極大的方便。有的機械可以省力,有的機械可以省距離。利用滑輪組提升重物,繩端拉力所做的功與滑輪組對重物所做的功相同嗎
任務一：初識有用功、額外功和總功
1.使用任何機械都不省功。
【演示實驗】研究使用動滑輪是否省功。
【提出問題】直接對物體做功與使用機械做功,做功相同嗎
【操作過程】如圖甲所示,直接用彈簧測力計將鉤碼勻速提升一定高度。如圖乙所示,借助一個動滑輪用彈簧測力計將同樣的鉤碼勻速提升相同高度。比較兩次拉力所做的功,發現了什么 能找出其中的原因嗎
任務一：初識有用功、額外功和總功
【實驗數據】如下表所示。
【實驗結論】借助動滑輪比直接提升物體做的功更多。
【分析討論】使用動滑輪提升物體時,需要克服動滑輪的自重、摩擦等因素的影響,需要額外多做些功。因此使用任何機械都不省功。
任務一：初識有用功、額外功和總功
2.有用功、額外功和總功。
(1)有用功(W有用 ):對人們有用的,必須要做的功,如上面的實驗中,克服鉤碼的重力做的功就是有用功。
(2)額外功(W額 ):人們不需要,但不得不做的功,如上面的實驗中,克服動滑輪的重力和摩擦所做的功為額外功。
(3)總功(W總 ):有用功和額外功的和統稱為總功,拉力所做的功為總功。三者間的關系:W總 =W有用 +W額 。
任務二：機械效率的大小
明確概念:什么是機械效率。
在使用機械工作時,有用功在總功中所占的份額越多越好,它反映了機械的一種性能,物理學中稱為機械效率。
1.定義:有用功跟總功的比值。
2.公式: 。
注意:機械效率一般用百分數表示,沒有單位。
任務二：機械效率的大小
3.思考:機械效率會大于1嗎 為什么
不會,使用任何機械時,都不可避免地做額外功,有用功總是小于總功,機械效率總小于1。
4.一般機械的機械效率:滑輪組的機械效率一般為50%~70%;起重機的效率一般為40%~50%;噴氣式發動機的機械效率一般為50%~60%;抽水機的機械效率一般為60%~80%。
任務二：機械效率的大小
誤區警示:
1.機械效率是有用功跟總功的比值。與機械使用時是否省力、功率的大小和做功的多少都無關。
2.機械效率不是固定不變的。機械效率反映的是機械在一次做功的過程中有用功和總功的比值，同一機械在不同的做功過程中，機械效率往往不同。
任務三：測量滑輪組的機械效率
思考：
1.為得出滑輪組的機械效率，需要求出有用功和總功，為此需要測出哪些物理量？需要哪些測量工具？
2.為避免彈簧測力計的自重對實驗產生影響，彈簧測力計該如何使用？若用一個定滑輪和一個動滑輪組成的滑輪組，該怎樣組裝？
3.用彈簧測力計測拉力，讀數時，彈簧測力計應在向上的勻速運動中，還是在靜止狀態下？
4.如何測量鉤碼上升的高度h和繩端移動的距離s？
任務三：測量滑輪組的機械效率
【實驗原理】
【實驗器材】彈簧測力計、刻度尺、鐵架臺、規格不同的滑輪、細線、鉤碼若干。
【注意事項】豎直向上,緩慢勻速拉動彈簧測力計。
【實驗指導】本實驗主要探究滑輪組的機械效率與物體被提升的高度、提升物體的重力和動滑輪重力的關系。可將學生分成3組,每組探究一個問題,最后展示討論各組的實驗結果。
任務三：測量滑輪組的機械效率
【實驗探究】采用下列裝置,分組進行實驗。
任務三：測量滑輪組的機械效率
【實驗數據】實驗數據如下表所示。
任務三：測量滑輪組的機械效率
【分析與結論】
(1)由實驗序號1和2可知,滑輪組的機械效率與物體被提升的高度無關。
(2)由實驗序號1、3、4可知,動滑輪重力一定時,提升重物的重力越大,滑輪組的機械效率越高。
(3)由實驗序號4和5可知,提升的物重一定時,動滑輪越重,機械效率越低。
任務三：測量滑輪組的機械效率
交流討論:如何提高滑輪組的機械效率呢
提示:提升滑輪組的機械效率可以從提高滑輪組的有用功或降低額外功兩個角度分析,提高有用功可以通過增大提升物體的重力的方法,減少額外功可以通過減小動滑輪的重力、繩重和減少摩擦的方法。
任務三：測量滑輪組的機械效率
拓展延伸:滑輪組的機械效率公式的變形。
核心總結
1.大量實驗表明,使用任何機械都不能省功。
2.公式： 。
3.測量滑輪組的機械效率。
核心總結
1.用繩子將鉤碼提升至一定的高度,如圖所示,此過程所做的有用功是 ( )
A.提升鉤碼所做的功
B.克服摩擦力所做的功
C.提高繩子所做的功
D.克服動滑輪重力所做的功
A
核心總結
2.下列辦法中，能夠提高如圖滑輪組機械效率的是 ( )
A.增大摩擦
B.增大繩子的重力
C.增大動滑輪的重力
D.增大被提升物體的重力
D
核心總結
3.實驗時，小芳用如圖所示的滑輪組，將重為8 N的物體勻速提升0.5 m。已知動滑輪的重為2 N，不計繩重和摩擦，則 ( )
A.拉力F 為4 N
B.有用功為5 J
C.繩子自由端移動的距離為1.5 m
D.該滑輪組的機械效率為80%
D
核心總結
4.如圖所示的斜面高為h=2 m，長為l=5 m，現用平行于斜面的拉力F=200 N，將一個G=400 N的重物從斜面底端勻速拉到斜面頂端，拉力做的有用功是________，總功是________，斜面的機械效率是________。
800 J
1 000 J
80%
https://www.21cnjy.com/recruitment/home/fine

展開更多......

收起↑