第1課時(shí) 認(rèn)識機(jī)械效率

第4節(jié)

機(jī)械效率第十二章簡單機(jī)械R·八年級物理下冊第1課時(shí)認(rèn)識機(jī)械效率預(yù)習(xí)檢測1.為了達(dá)到某一目的而必須做的功是________，并非需要但又不得不做的功是________，實(shí)際做的所有功是________。2._______和______的比值叫作機(jī)械效率，用字母_____表示。機(jī)械效率一般用________表示。3.有用功總是______總功，所以任何機(jī)械的機(jī)械效率總是______1。有用功額外功總功有用功總功η百分?jǐn)?shù)小于小于情境導(dǎo)入工人通過滑輪組、定滑輪和輪軸提升豎井中的重物。工人為什么不直接提起重物，而是將這么多的簡單機(jī)械進(jìn)行組合呢？使用這些簡單機(jī)械的優(yōu)勢是什么？探究新知

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？知識點(diǎn)1有用功和額外功1.研究使用動(dòng)滑輪是否省功【提出問題】利用動(dòng)滑輪提升重物，繩端拉力所做的功與動(dòng)滑輪對重物所做的功相同嗎？【猜想假設(shè)】猜想一：拉力做得功多；猜想二：動(dòng)滑輪對重物做的功多；猜想三：一樣多?！具M(jìn)行實(shí)驗(yàn)】a.如圖甲所示，用彈簧測力計(jì)將鉤碼緩慢地提升一定的高度，計(jì)算拉力所做的功。b.如圖乙所示，用彈簧測力計(jì)并借助一個(gè)動(dòng)滑輪將同樣的鉤碼緩慢地提升相同的高度，計(jì)算彈簧測力計(jì)的拉力所做的功。拉力F/N重物移動(dòng)的距離h/m拉力F做的功W1/J拉力F'/N繩子自由端移動(dòng)的距離h/m拉力F'做的功W2/J由表中記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，W2___W12【收集數(shù)據(jù)】＞0.10.21.20.20.24實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明：_______________________________。動(dòng)滑輪可以省力，但不能省功想一想，這是為什么？為什么借助動(dòng)滑輪提升重物做功，拉力做的功要更多一些?克服摩擦力所做的功提升動(dòng)滑輪所做的功提升繩子所做的功使用機(jī)械做功時(shí)，由于機(jī)械本身的自重以及摩擦等因素的影響，需要額外多做一些功?！痉治鲇懻摗看罅繉?shí)驗(yàn)表明：使用任何機(jī)械都不能省功練習(xí)工人師傅把重500N的貨物用繩子直接勻速提升到2m高的工作臺上，拉力對貨物做的功為______J。若他用如圖所示的滑輪組提升此貨物到2m高的工作臺上，所用拉力為200N，拉力做的功為______J。兩種情況對比，說明使用機(jī)械______（選填“能或“不能”）省功。10001200不能用動(dòng)滑輪提升鉤碼目的：把鉤碼提升一定的高度對鉤碼做功Gh：提升繩子所做的功提升動(dòng)滑輪所做的功克服摩擦力所做的功拉力所做的功不可避免地多做的功有用、必須做的功有用功額外功總功2.有用功、額外功和總功(1)有用功(W有)：為了達(dá)到目的，必須做的功。(2)額外功(W額)：為了達(dá)到目的，并非我們所需

要但又不得不做的功。(3)總功(W總)：有用功與額外功之和。W總=W有用+W額外產(chǎn)生原因：①克服機(jī)械自重、容器重等做的功；

②克服摩擦力做的功等指出圖中杠桿的有用功、額外功和總功有用功總功額外功：克服杠桿自重及摩擦所做的功W額外=G杠桿h杠桿指出圖中斜面的有用功、額外功和總功有用功總功額外功：克服斜面與物體之間的摩擦所做的功W額外=fs練習(xí)甲用桶從井中提水，其中對______做的功是有用功，對______做的功是額外功。乙從井中撈水桶，桶中帶有部分水，則對______做的功是有用功，對______做的功是額外功。（均選填“水”或“桶”

）水桶桶水知識點(diǎn)2機(jī)械效率在使用機(jī)械工作時(shí)，我們希望有用功在總功中所占的比例越大越好。它反映了機(jī)械的一種性能，物理學(xué)中表示為機(jī)械效率。點(diǎn)擊圖片播放視頻定義：有用功跟總功的比值，通常用符號η表示。機(jī)械效率

η

：機(jī)械效率W有用：有用功W總：總功不會(huì)，因?yàn)橛杏霉偸切∮诳偣?，所以機(jī)械效率總是小于1。機(jī)械效率通常用百分?jǐn)?shù)表示。η會(huì)大于1嗎？起重機(jī)把質(zhì)量為0.5t的重物勻速提升了3m，而它的電動(dòng)機(jī)所做的功是3.4×104J，起重機(jī)的機(jī)械效率是多少？g

取10N/kg。解：起重機(jī)勻速提升重物所用的力與物體所受的重力大小相等：F=G

=m

g=0.5×103kg×10N/kg

=5×103N起重機(jī)提升重物所做的功是有用功：W有用=Fh=5×103N×3m=1.5×104J起重機(jī)的電動(dòng)機(jī)所做的功是總功：W總=3.4×104J因此，起重機(jī)的機(jī)械效率這臺起重機(jī)的機(jī)械效率為44%。練習(xí)建筑工地上，起重機(jī)吊臂上的滑輪組如圖所示。在勻速吊起重為4.8×103N的物體時(shí)，物體4s內(nèi)上升了6m，在此過程中，拉力F

為2×103N。則滑輪組的機(jī)械效率為______，拉力F的功率為________W。80%9×103生活中的機(jī)械效率生產(chǎn)生活中，人們利用多種方式提高機(jī)械效率，但都不能使其達(dá)到100%，如起重機(jī)的機(jī)械效率一般為40%~50%，皮帶傳動(dòng)的機(jī)械效率一般為90%~98%。指出圖中杠桿的機(jī)械效率指出圖中斜面的機(jī)械效率練習(xí)如圖所示，在斜面上，用與斜面平行的拉力將質(zhì)量為2kg的物塊由斜面底端勻速拉到頂端，拉力大小為8N，斜面長1.2m、高0.3m，斜面的機(jī)械效率為_______，斜面間的摩擦力為_____N。（g取10N/kg）62.5%3練習(xí)與應(yīng)用1.用滑輪組勻速提升重物的過程中，哪個(gè)是有用功？哪些是額外功？動(dòng)滑輪對重物的拉力做的功為有用功；克服動(dòng)滑輪本身所受的重力、繩的重力以及摩擦力所做的功為額外功。2.一臺起重機(jī)將重3600N的貨物勻速提高4m，起重機(jī)做的有用功是多少？如果額外功是9600J，總功是多少？機(jī)械效率是多少？起重機(jī)所做的額外功是由哪些因素引起的？解：起重機(jī)做的有用功W有用=Gh=3600N×4m=14400J總功W總=W有用+W額外=14400J+9600J=24000J。機(jī)械效率起重機(jī)所做的額外功是由動(dòng)滑輪、起重臂和鋼絲繩所受的重力以及摩擦力引起的。3.用一個(gè)動(dòng)滑輪在5s內(nèi)將一個(gè)重200N的物體向上勻速提起3m，拉力為150N。這個(gè)動(dòng)滑輪的機(jī)械效率是多少？拉力的功率是多少？解：由題可知，n=2，則繩端移動(dòng)的距離s=nh=2×3m=6m，動(dòng)滑輪的機(jī)械效率拉力的功率課堂小結(jié)1.有用功(W有用)：為了達(dá)到目