資源簡(jiǎn)介

(共64張PPT)
1.知道有用功、總功、額外功及其關(guān)系.
2.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)計(jì)
算簡(jiǎn)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)際的機(jī)械效率不可能
達(dá)到 .
4.能設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，測(cè)量簡(jiǎn)單機(jī)械的機(jī)械效率.
5.了解提高機(jī)械效率的實(shí)際意義和方法，有合理改進(jìn)機(jī)械
以提高機(jī)械效率的意識(shí)，從而增強(qiáng)將科學(xué)服務(wù)于人類(lèi)的
責(zé)任感.
1.再探動(dòng)滑輪
探究 目的 探究外力對(duì)機(jī)械做的功與機(jī)械對(duì)物體做的功之間的
關(guān)系
實(shí)驗(yàn) 器材 動(dòng)滑輪、彈簧測(cè)力計(jì)、刻度尺、鉤碼、細(xì)繩等
實(shí)驗(yàn) 步驟 （1）用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出一只鉤碼的 重力 ； （2）將鉤碼掛在動(dòng)滑輪上，豎直向 上拉彈簧測(cè)力計(jì)，使鉤碼勻速上升， 讀出繩子受到的拉力 ； ___________________________________
實(shí)驗(yàn) 步驟 （3）用刻度尺量出鉤碼上升的高度 和彈簧測(cè)力計(jì)向上移動(dòng)的距離 ； （4）改變鉤碼的數(shù)量，重復(fù)上述步 驟（排除偶然性，找到普遍規(guī)律）， 并記錄結(jié)果 ___________________________________
實(shí)驗(yàn) 記錄 表格 _________________________________________________________________________________________________________________
歸納 總結(jié) 從三次實(shí)驗(yàn)可以看出，拉力 做的功總是大于動(dòng)滑
輪對(duì)鉤碼做的功，即 ，使用動(dòng)滑輪不能省
功
實(shí)驗(yàn)中通常只有一把刻度尺，無(wú)法同時(shí)測(cè)出 和
的數(shù)值，可以只測(cè)量的數(shù)值，再利用和 的關(guān)系
，求出 的數(shù)值.
2.認(rèn)識(shí)有用功、總功和額外功
（1）以動(dòng)滑輪提升重物為例，說(shuō)明有用功、額外功和總
功三者的意義，如圖所示.
（2）有用功、額外功和總功的定義及分析
定義 實(shí)例分析 相應(yīng)公式
有用功 人們需要的 功，也就是 “目的”功 用定滑輪提水上 樓，目的是提水， 則水重乘以提升的 高度就是有用功
定義 實(shí)例分析 相應(yīng)公式
額外功 人們?yōu)檫_(dá)到 目的，并不 需要但又不 得不做的功 用定滑輪提水上 樓，克服桶重及摩 擦力所做的功為額 外功 忽略摩擦?xí)r
定義 實(shí)例分析 相應(yīng)公式
總功 人們?cè)谶_(dá)到 目的的過(guò)程 中實(shí)際做的 功 用定滑輪提水上樓 的過(guò)程中，人所做 的功為總功 忽略摩擦?xí)r，
;
教材拓展
從人與機(jī)械的角度理解總功和有用功
一般來(lái)說(shuō)，人借助機(jī)械對(duì)物體做功，人對(duì)機(jī)械做的功稱(chēng)
為總功.機(jī)械對(duì)物體做的功為有用功，由此，有用功也可
以理解為不使用機(jī)械直接對(duì)物體做的功.
方法技巧
區(qū)分有用功和額外功的方法
分辨有用功與額外功的關(guān)鍵是看我們需要達(dá)到什么目的.
在同一做功過(guò)程中，目的不同，功的性質(zhì)就不一樣.
典例1 村民們用水桶從水井提水過(guò)程中，
對(duì)____做的功是有用功，對(duì)______做的
功是額外功，對(duì)__________做的功是總
功.有時(shí)水桶不小心掉到水井里，需要
從水井里把桶撈起，在此過(guò)程中，對(duì)
______做的功是有用功，對(duì)____做的功
是額外功，對(duì)__________做的功是總功.
水
水桶
水和水桶
水桶
水
水和水桶
3.斜面及其應(yīng)用
內(nèi)容 舉例或說(shuō)明
斜 面 斜面是一種簡(jiǎn)單機(jī) 械，利用斜面提升 重物時(shí)可以省力.一 般斜面越平緩，越 省力，但同時(shí)越費(fèi) 距離 生產(chǎn)、生活中常見(jiàn)的引橋、盤(pán)
山公路、建筑物入口處的斜坡
等都是斜面，如圖所示
____________________________________________________________
引橋
盤(pán)山公路
斜坡
由于物體在斜面上運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)受到摩擦力，要做額外功，
因而使用斜面也不省功.
教材拓展
機(jī)械功原理
1.機(jī)械功原理：使用任何機(jī)械都不省功.
2.“不省功”有兩層含義：一是等于直接做的功（對(duì)于理想
機(jī)械），二是大于直接做的功（對(duì)于非理想機(jī)械）.
3.使用機(jī)械不省功，為什么還要使用機(jī)械？
雖然使用機(jī)械不省功，但機(jī)械也有許多優(yōu)點(diǎn)，有時(shí)可以
改變施力的方向，有時(shí)可以省力，有時(shí)既省力又能改變
施力的方向，有時(shí)可以省距離，還能夠方便地完成人們
不便直接完成的工作.
1.機(jī)械效率
（1）機(jī)械效率（只有大小，沒(méi)有單位，通常用百分?jǐn)?shù)表
示）的概念與公式
機(jī)械效率
定義 有用功與總功的比
物理意義 有用功占總功的比例
公式
（2）對(duì)機(jī)械效率的理解
①機(jī)械效率的高低表示的是有用功在總功中所占比例的
高低.
②有用功是總功的一部分，對(duì)于實(shí)際的機(jī)械，由于額外
功的存在，總有，即機(jī)械效率總是小于.
③機(jī)械效率是表示機(jī)械做功性能好壞的物理量，機(jī)械效
率越高，這個(gè)機(jī)械的性能就越好.
④機(jī)械效率的高低并不能說(shuō)明使用機(jī)械是省力的還是費(fèi)
力的，機(jī)械效率高只說(shuō)明有用功在總功中所占的比例高，
機(jī)械效率高不一定省力.
2.功、功率和機(jī)械效率的比較
物理量 意義 定義 符號(hào) 公式 單位 說(shuō)明
功 做 功， 即能 量的 轉(zhuǎn)化 力與物 體在力 的方向 上通過(guò) 的距離 的乘積 （1）功率的
大小等于功和
做功時(shí)間的比
值，單獨(dú)強(qiáng)調(diào)
其中任何一方
都是錯(cuò)誤的;
物理量 意義 定義 符號(hào) 公式 單位 說(shuō)明
功率 表示 物體 做功 的快 慢 功與 做功 所用 時(shí)間 之比 （國(guó)際單 位制單 位） ， （常用單 位） （2）功率
和機(jī)械效率
是兩個(gè)不同
的物理量，
它們之間沒(méi)
有直接關(guān)系
物理量 意義 定義 符號(hào) 公式 單位 說(shuō)明
機(jī)械效 率 反映 機(jī)械 做功 性能 的好 壞 有用 功與 總功 的比 無(wú)
3.三種簡(jiǎn)單機(jī)械做功
（1）三種簡(jiǎn)單機(jī)械做功的計(jì)算
杠桿 滑輪組 斜面
圖示 _____________________________________ ____________________________________ ________________________________________________
杠桿 滑輪組 斜面
有用功
額外功 若不計(jì)摩 擦： 若不計(jì)繩重 及摩擦：
杠桿 滑輪組 斜面
總功
三者關(guān) 系 （2）三種簡(jiǎn)單機(jī)械做功效率的對(duì)比
裝置圖 機(jī)械效率的計(jì)算 影響機(jī)械效
率的因素
杠桿 _____________________________________ 物重、杠桿
自重、摩擦
裝置圖 機(jī)械效率的計(jì)算 影響機(jī)械效
率的因素
豎直 方向 的滑 輪或 滑輪 組 ____________________ （1）已知拉力、物 重時(shí)， ; 物重、動(dòng)滑
輪重、繩
重、摩擦
裝置圖 機(jī)械效率的計(jì)算 影響機(jī)械效
率的因素
豎直 方向 的滑 輪或 滑輪 組 ____________________ （2）不計(jì)繩重、摩 擦?xí)r， . 物重、動(dòng)滑
輪重、繩
重、摩擦
裝置圖 機(jī)械效率的計(jì)算 影響機(jī)械效
率的因素
豎直 方向 的滑 輪或 滑輪 組 ____________________ 其中， 為被提升 的動(dòng)滑輪受到的重 力， 為承擔(dān)物重的 繩子段數(shù) 物重、動(dòng)滑
輪重、繩
重、摩擦
裝置圖 機(jī)械效率的計(jì)算 影響機(jī)械效
率的因素
水平 方向 的滑 輪或 滑輪 組 _____________________________________ , 物體與水平
面間的摩
擦、繩與滑
輪間的摩擦
裝置圖 機(jī)械效率的計(jì)算 影響機(jī)械效
率的因素
水平 方向 的滑 輪或 滑輪 組 _____________________________________ 其中, 為物體與水平 面間的摩擦力， 為 承擔(dān)摩擦力的繩子段 數(shù) 物體與水平
面間的摩
擦、繩與滑
輪間的摩擦
裝置圖 機(jī)械效率的計(jì)算 影響機(jī)械效
率的因素
斜面 _________________________________ ; 物重、摩
擦、斜面的
傾斜程度
裝置圖 機(jī)械效率的計(jì)算 影響機(jī)械效
率的因素
斜面 _________________________________ ,其中 為摩擦力 物重、摩
擦、斜面的
傾斜程度
典例2 （無(wú)錫模擬）如圖是工人利用滑輪組提升
重為 的物體的示意圖，物體勻速上升的速
度為，上升了，工人的拉力 的功率
為 ．求：
（1）工人對(duì)物體做的有用功；
[答案]
[解析] 物體 上升的高度
，工人做的有用功
；
（2）工人做的總功；
[答案]
[解析] 拉力的功率為，由可得， 內(nèi)拉力
做的總功 ；
（3）滑輪組的機(jī)械效率.
[答案]
[解析] 滑輪組的機(jī)械效率
.
4.測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率
（1）測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率
實(shí)驗(yàn) 原理 （其中， 為物
重，為物體升高的高度，為拉力， 為繩子自由
端移動(dòng)的距離）
實(shí)驗(yàn) 器材 刻度尺、鉤碼、彈簧測(cè)力計(jì)、鐵架臺(tái)、由一個(gè)定
滑輪和一個(gè)動(dòng)滑輪組成的滑輪組1、由兩個(gè)定滑輪
和兩個(gè)動(dòng)滑輪組成的滑輪組2、長(zhǎng)約 的細(xì)繩
實(shí)驗(yàn) 裝置 圖 _________________________________________________________________________________________________________________
探究 的問(wèn) 題 用同一滑輪組提升不同 的鉤碼 用不同的滑輪組提升相
同的鉤碼
實(shí)驗(yàn) 過(guò)程 與記 錄 （1）在滑輪組1上掛一 個(gè)鉤碼，記錄鉤碼受到 的重力、彈簧測(cè)力計(jì)的 拉力、鉤碼上升的高 度、繩子自由端移動(dòng)的 距離（如圖甲、乙所 示）; （1）用1、2兩個(gè)滑輪組
分別掛相同個(gè)數(shù)的鉤
碼，分別記錄鉤碼受到
的重力、彈簧測(cè)力計(jì)的
拉力、鉤碼上升的高
度、繩子自由端移動(dòng)的
距離;
實(shí)驗(yàn) 過(guò)程 與記 錄 （2）在滑輪組1上分別 掛多個(gè)鉤碼，重復(fù)實(shí)驗(yàn); （多次實(shí)驗(yàn)，消除偶然 性） （3）分別求出掛不同鉤 碼時(shí)滑輪組的機(jī)械效率 （2）分別計(jì)算出兩個(gè)滑
輪組的機(jī)械效率
實(shí)驗(yàn) 結(jié)論 隨著鉤碼個(gè)數(shù)的增多， 滑輪組的機(jī)械效率增大 提升相同的鉤碼，滑輪
組中的動(dòng)滑輪個(gè)數(shù)越
多，機(jī)械效率越低
實(shí)驗(yàn) 分析 與討 論 利用滑輪組提升鉤碼 時(shí)，額外功是克服繩 重、摩擦及動(dòng)滑輪重做 的功，其中繩重及摩擦 較小，所以額外功主要 是克服動(dòng)滑輪重做的功. 若將繩重、摩擦忽略， 若忽略繩重與摩擦，將
鉤碼提升相同的高度，
使用兩個(gè)不同的滑輪組
提升相同鉤碼時(shí)所做的
有用功相同，但由于滑
輪組2的動(dòng)滑輪個(gè)數(shù)多，
實(shí)驗(yàn) 分析 與討 論 則 ， 提升動(dòng)滑輪所做的額
外功多，根據(jù)
可知，使用滑輪組2時(shí)所做的額外功較多，
實(shí)驗(yàn) 分析 與討 論 當(dāng)鉤碼重 增大時(shí)，因?yàn)?不變，所以 減 小， 增大 因而動(dòng)滑輪個(gè)數(shù)多的
（或動(dòng)滑輪較重的）滑
輪組的機(jī)械效率較低
探究 歸納 （1）用同一個(gè)滑輪組提升不同的重物時(shí)，被提升
的重物越重，機(jī)械效率越高，即同一個(gè)滑輪組的
機(jī)械效率并不是固定不變的；
（2）用不同的滑輪組提升同一重物時(shí)，升高相同
的高度，動(dòng)滑輪多的（或動(dòng)滑輪較重的）滑輪組
的機(jī)械效率低
方法技巧
技巧1：測(cè)量繩子自由端移動(dòng)的距離和鉤碼上升的高度
的小技巧
測(cè)量繩子自由端移動(dòng)的距離時(shí)，可在繩子上某處做一帶
色標(biāo)記，記下開(kāi)始拉動(dòng)繩子時(shí)標(biāo)記在刻度尺上對(duì)應(yīng)的示
數(shù),鉤碼上升高度后，再次記錄標(biāo)記在刻度尺上對(duì)應(yīng)的示
數(shù)，兩次示數(shù)之差即繩子自由端移動(dòng)的距離.采用類(lèi)似的
方法，也可以測(cè)量鉤碼上升的高度.另外注意，測(cè)量的
和必須是同一過(guò)程中的.
技巧2：怎樣在無(wú)刻度尺時(shí)求機(jī)械效率
對(duì)于某一確定的滑輪組來(lái)說(shuō)，、與繩子段數(shù)之間有確
定的關(guān)系,為，代入機(jī)械效率公式，可得
.
可以看出，對(duì)于某一確定的滑輪組來(lái)說(shuō)，可以不使用刻
度尺測(cè)和的具體數(shù)值.
（2）影響滑輪組（豎直方向）機(jī)械效率的主要因素與改
進(jìn)措施
影響因素 分析 改進(jìn)措施
（提高效率）
被提升物 體的重力 同一滑輪組,被提升物體的 重力越大,做的有用功越多, 機(jī)械效率越高 在機(jī)械承受的范
圍內(nèi),盡可能增加
被提升物體的
重力
影響因素 分析 改進(jìn)措施
（提高效率）
動(dòng)滑輪的 自重 有用功不變時(shí),減小提升動(dòng) 滑輪時(shí)做的額外功,可提高 機(jī)械效率 改進(jìn)滑輪結(jié)構(gòu),減
輕滑輪自重
滑輪組自 身部件的 摩擦 機(jī)械自身部件的摩擦力越 大,機(jī)械效率越低 對(duì)機(jī)械進(jìn)行保養(yǎng),
保持良好的潤(rùn)滑,
減小摩擦
教材中“再探動(dòng)滑輪”的實(shí)驗(yàn)，并沒(méi)有通過(guò)改變動(dòng)滑輪的重
來(lái)探究影響機(jī)械效率的因素，我們要設(shè)法對(duì)此因素進(jìn)行
進(jìn)一步探究.中考中也會(huì)考查探究動(dòng)滑輪的重對(duì)滑輪組機(jī)
械效率的影響.
在動(dòng)滑輪的金屬外框上吸附不同質(zhì)量的磁體，
借此實(shí)現(xiàn)在物重不變的情況下，改變動(dòng)滑輪的重.中考中
也會(huì)考查采用這種改進(jìn)的方案探究動(dòng)滑輪的重對(duì)滑輪組
機(jī)械效率的影響，如下題所示.
不需要拆解滑輪組的情況下，可以在很方便
地改變動(dòng)滑輪重的情況下，控制物重不變.
（南通中考節(jié)選）用圖甲滑輪組做“探究
動(dòng)滑輪的重對(duì)滑輪組機(jī)械效率的影響”實(shí)
驗(yàn).實(shí)驗(yàn)中把不同的磁鐵吸附在動(dòng)滑輪邊框
上以改變滑輪的重，每次實(shí)驗(yàn)都勻速拉動(dòng)
繩端使物體上升 .不計(jì)繩重，實(shí)驗(yàn)數(shù)
據(jù)如表.
次數(shù) /%
1 6.0 0.3 2.2 90.9
2 6.0 1.0
3 6.0 1.9 2.9 69.0
4 6.0 3.2 3.4 58.8
（1）每次實(shí)驗(yàn)繩端移動(dòng)距離為_(kāi)___ ；
30
[解析] 從題圖可知 ，每次實(shí)驗(yàn)繩端移動(dòng)距離
.
（2）第2次實(shí)驗(yàn)中拉力的示數(shù)如圖乙，讀數(shù)為_(kāi)___ ，
第2次實(shí)驗(yàn)滑輪組的機(jī)械效率為_(kāi)____ .分析數(shù)據(jù)可知：
在物重不變的情況下，動(dòng)滑輪越重,滑輪組的機(jī)械效率越
____ ；
2.5
80.0
低
[解析] 測(cè)力計(jì)的分度值為，讀數(shù)為 ，第2次實(shí)
驗(yàn)滑輪組的機(jī)械效率
.分析數(shù)據(jù)
可知，從實(shí)驗(yàn)1至實(shí)驗(yàn)4，物重不變，動(dòng)滑輪的重力逐漸
變大，滑輪組的機(jī)械效率逐漸變小，故在物重不變的情
況下，動(dòng)滑輪越重滑輪組的機(jī)械效率越低.
（3）實(shí)驗(yàn)中若僅增大繩端移動(dòng)的距離，則滑輪組的機(jī)械
效率將______ .
不變
[解析] 實(shí)驗(yàn)中若僅增大繩端移動(dòng)的距離，根據(jù)
可知滑輪組的機(jī)械效率將不變.

展開(kāi)更多......

收起↑