资源简介 第九章 机械和功 第六节 制作简易的升降机 目录 CONTENT 教学目标 FIRST PART 01 教学内容 SECOND PART 02 练习思考 THIRD PART 03 课后作业 FOURTH PART 04 教学目标 1.了解我国机械发展的历史,调查建筑工程机械的原理及应用. 2.选择简单机械及身边的器材,设计并制作升降机 3.利用自制升降机提升重物,测量升降机工作时的机械效率. 一、有用功、额外功和总功 1. 有用功:_______________,用????有表示。如提升重物时,克服重力做的功 ????有?=_______(G是物体重力,h是物体被提升的高度)。 2. 额外功:并非我们需要但又__________的功,用????额表示。例如,克服机械自重和摩擦做的功。 3. 总功:______对机械做的功,用????总表示。总功等于有用功与额外功之和,即W总=W有+W额。 二、 机械效率 1. 定义:有用功跟总功的比值叫机械效率,用η表示。 2. 表达式: η=?____________ ? 课堂引入 对人们有用的功 ????? ? 不得不做 动力 ????有????总×100% ? 日常生活中,人们经常利用机械搬运物体。在没有电的时代,我国古代劳动人民利用简单机械制作了升降机,以方便搬运人和物品。右图是我国古代用于军事瞭望的巢车。 请你利用简单机械设计并制作一个能搬运物体上下移动的升降机,从中体会简单机械的原理在实际生产生活中的应用。 第6节 制作简易的升降机 课堂引入 我国古代军事巢车 任务1 了解我国机械的发展历史 一、了解我国机械的发展历史 1.我国是世界上发明机械较早的国家之一,如用来春米的碓,从井中汲水的桔槔和辘轳,用于计量的天平,用于农业生产的水车、风车,用于军事的投石机,等等. 2.随着制作原料的种类和动力的来源越来越丰富,机械发明和制造也越来越复杂.如记里鼓车、水力鼓风系统、战国云梯车等. 记里鼓车 水利鼓风系统 战国云梯 一、了解我国机械的发展历史 3.两晋时期出现了自动磨车、舂车、水碾等水力机械. 自动磨车 舂米水车 水碾 4.我国涌现出许多杰出的机械制造家,如马钧、祖冲之、李皋、郭守敬和王祯等,他们为古代机械的发展做出了重要贡献. 一、了解我国机械的发展历史 5. 2020年 12月,我国自主研发的嫦娥五号探测器成功着陆月面后,顺利完成我国首次月球表面自动采样任务,并将样品封装保存在上升器携带的贮存装置中.嫦娥五号自动采样的关键部件为机械臂,如图所示. 机械臂长 3.7m,臂厚1.4mm,可以 360°可视 化操作.臂的末端一头是-个小铲子,另一头是浅 表钻,可以轻松完成铲挖、浅钻、拾取等动作,机 械臂的设计利用了杠杆等原理,其动力来源于安 装在各个关节处的电动机. 嫦娥五号探测器 任务2 利用简单机械设计并制作升降机 二、利用更简单机械设计并制作升降机 1.升降机设计图 (1)滑轮组:作为省力、提升物体的机械. (2)网兜:作为轿厢,用于装运物体 (3)铁架台:作为竖直支架,支撑网兜上下运行 (4)刻度尺:测量重物被竖直搬运的高度, 2.省力方法 (1)减轻动滑轮和网兜的总重力 (2)减小各部件之间的摩擦 铁架台 网兜 滑轮组 刻度尺 二、利用更简单机械设计并制作升降机 3.提高机械效率的方法 (1)尽量减少额外功。采取减轻机械自重和加润滑剂减小摩擦的办法; (2)尽量多做有用功。当额外功一定时,在机械能承受的范围内尽可能增加每次提起重物的重力,充分发挥机械的作用。 任务3 测量升降机的机械效率 实验原理 实验器材 定滑轮、动滑轮组成的滑轮组, ?弹簧测力计,钩码和刻度尺。 影响滑轮组机械效率的因素可能有哪些? ①被提升物体的重力; ②动滑轮的重力; ③绳重、摩擦力… … ????=????有?????总=????????????? ? 甲 乙 三、测量升降机的机械效率 甲 乙 ①按照图甲那样安装滑轮组,算出钩码的重力G,并记下钩码和绳端的位置。 ②如图乙,匀速竖直缓慢拉动弹簧测力计,使钩码缓慢上升,读出拉力F的值,并用刻度尺测出钩码上升的高度h和绳端移动的距离s。 ③算出有用功????有、总功????总、机械效率?????,并填入表格。 ? ④改变钩码的数量,再做两次上面的实验。 (1)探究滑轮组的机械效率与物体重力的关系 设计并进行实验 三、测量升降机的机械效率 实验 次数 钩码的 重力G物/N 提升 高度h/m 有用功 W有/J 拉力 F/N 绳端移动的 距离s/m 总功 W总功/J 机械 效率η 1 1.0 0.1 0.10 0.55 0.3 0.165 2 1.5 0.1 0.15 0.70 0.3 0.210 3 2.0 0.1 0.2 0.85 0.3 0.255 60.6% 71.4% 78.4% 同一滑轮组,提升物体的重力越大,机械效率越高。 发现三次的机械效率不同。同一滑轮组,钩码的重力越大,机械效率越高。 分析并论证 数据分析 实验结论 三、测量升降机的机械效率 ①按照图甲安装滑轮组,用弹簧测力计测量动滑轮A重力GA,分别记下钩码和绳端的位置。 ②匀速缓慢拉动弹簧测力计,使钩码升高,读出拉力F的值,用刻度尺测出钩码上升的高度h和绳端移动的距离s,将测量数据填入表格。 ③如图乙所示,改变动滑轮的重力,换用动滑轮B,重复上述实验。 ④算出有用功W有、总功W总、机械效率η,并填入表格。 设计并进行实验 (2)探究滑轮组的机械效率与动滑轮重力的关系 三、测量升降机的机械效率 次数 动滑轮的 重力G动/N 提升 高度h/m 有用功 W有/J 拉力 F/N 绳端移动 的距离s/m 总功 W总/J 机械 效率η 1 0.5 0.1 0.3 1.55 0.3 0.465 2 1.0 0.1 0.3 1.90 0.3 0.57 钩码的重力G码=3N 64.5% 53.0% 二次实验中的机械效率不同。 分析并论证 数据分析 实验结论 不同的滑轮组提高重力相同的重物,动滑轮的重力越大,机械效率越低。 三、测量升降机的机械效率 ①同一滑轮组,提升物体重力的越大,机械效率越高; ②不同滑轮组提升重力相等的物体,动滑轮重力越小,机械效率越高。 探究归纳 三、测量升降机的机械效率 {5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}影响因素 分析 改进措施(提高效率) 影响滑轮组机械效率的因素和改进措施 被提升 物体的重力 动滑轮自身 的重力 滑轮组自身 部件的摩擦 同一个滑轮组,被提升物体的重力越大,做的有用功越多,机械效率越大 有用功不变时,减小提升动滑轮时做的额外功,可提高机械效率 机械自身部件的摩擦力越大,机械效率越低 在机械承受的范围内,尽可能增加被提升物体的重力 改进滑轮结构,减轻滑轮自重 对机械进行保养,保持良 好的润滑,减小摩擦 三、测量升降机的机械效率 【典例1】图甲是小磊测动滑轮的机械效率的示意图。他用弹簧测力计拉动绳子的自由端,将质量为200g的钩码从A位置缓慢提升到B位置,同时弹簧测力计从图中的????′位置匀速竖直上升到????′位置,在这个过程中,弹簧测力计对绳的拉力为F,弹簧测力计的示数如图乙所示。请你根据小磊做的实验回答下列问题:(g取10N/kg) ? 三、测量升降机的机械效率 (1)弹簧测力计的示数是 N。 (2)钩码上升的距离是 cm。 (3)拉力????做的功是 J。 ? 3.2 10.0 0.64 绳子未端的拉力等于弹簧测力计的示数,F=3.2N;弹簧测力计从25.0cm开始上升,上升到45.0cm处,绳子末端移动的距离s=45.0cm-25.0cm=20.0cm=0.2m 【典例1】图甲是小磊测动滑轮的机械效率的示意图。他用弹簧测力计拉动绳子的自由端,将质量为200g的钩码从A位置缓慢提升到B位置,同时弹簧测力计从图中的????′位置匀速竖直上升到????′位置,在这个过程中,弹簧测力计对绳的拉力为F,弹簧测力计的示数如图乙所示。请你根据小磊做的实验回答下列问题:(g取10N/kg) ? 三、测量升降机的机械效率 (4)克服钩码重力????所做的功是 J。 (5)动滑轮的机械效率是 。 ? 0.2 31.25% (4)钩码的重力为G=mg=200×10-3kg×10N/kg=2N 克服钩码重力????所做的功W有用=Gh=2N×0.1m=0.2J ? (5)动滑轮的机械效率是 ????=????有用????总×100%=0.2????0.64????×100%=31.25% ? 课堂小结 课堂练习 在“探究影响滑轮组机械效率的因素”的实验中,某小组用如图所示的同一滑轮组提升不同个数钩码,分别做了如图所示的三组实验,实验数据记录如下: {5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}次数 钩码重/N 动滑轮重/N 钩码上升的距离/cm 弹簧测力计的示数/N 弹簧测力计上升的距离/cm 机械效率 1 2 0.8 5 1 15 66.7% 2 4 0.8 5 1.7 15 ② 3 6 0.8 5 ① 15 83.3% (1)在实验中,测绳端拉力F时,应尽量 向上匀速拉动弹簧测力计,且在拉动过程中读数; (2)第3次实验时弹簧测力计的示数如图所示,表格中编号①的数值是 ,②的数值是 (精确至千分位); 竖直 2.4 78.4% 课堂练习 (3)多次改变提升的物重测量滑轮组的机械效率的目的是 ; A.减小摩擦 B.多次测量取平均值减小误差 C.获得多组数据归纳出物理规律 (4)汽车作为一种“机械”,提高效率对节能减排有重要意义,请你指出以下三种提高效率的方法中, 中的方法是与本实验同理的。 A.鼓励人们“拼车”出行,使汽车尽量装满人员 B.汽车制造厂用新材料减轻汽车重量 C.经常给汽车做保养,保持良好的润滑 C A 课堂练习 2025 Thank you for watching! 谢谢观看 展开更多...... 收起↑ 资源预览