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(共23张PPT)
八年级·物理·北师大版·下册
五、探究——使用机械是否省功
1.经历探究使用动滑轮不省功的过程,认识使用机械不省功。
2.举例说明有用功、额外功和总功;说出机械效率的表达式。
3.经历探究实验养成实事求是、尊重自然规律的科学态度。
1.预习的重点是有用功、总功、额外功和机械效率,探究滑轮组的机械效率和什么因素有关。
2.实验的设计方案可根据课本内容进行,设计好表格,以备课堂上用。
·导学建议·
机械效率的计算和测量是这一节的重点,可以让学生多练习。探究滑轮组的实验时,要注意提醒学生要匀速提升物体,弹簧秤要在运动过程中读数。
　阅读课本第112、113页内容,回答问题。
功的原理

1.以动滑轮为例,探究使用动滑轮省功吗 如何设计实验 需要哪些器材 需要测量哪些物理量
设计思路:计算出使用动滑轮时对物体做的功和
　 　对重物做的功并进行比较,分析数据得出结论。
不使用动滑轮时直接用手提升重物
需要的实验器材:动滑轮、钩码、细线、铁架台、米尺、弹簧测力计。
需要测量的物理量:　 、
　。
需要计算的物理量:　 ,
　。
钩码的重力G、钩码上升的高度h
绳端的拉力F、绳端移动的距离s
直接用弹簧测力计匀速提升钩码
拉力做的功W1;使用动滑轮提升钩码时拉力做的功W2
3.使用简单机械,下面目的达不到的是 ( )
A.省力　　　　　　　　　B.省功
C.改变力的方向 D.少移动距离
B
机械效率
4.使用机械做功时,对我们有用的,是必须做的,这部分功叫作　 　,用符号表示为W有用。由于机械自重和摩擦等因素,对人们无用但又　 　 的功叫作　 　,用符号表示为W额外。人们把　 　所做的功叫作总功,用符号表示为W总。它包括两部分,可表示为 W总=　 　。
有用功
不得不做
额外功
动力
W有用+W额外
5.机械效率:　 　 和　 　 的比值称之为机械效率,用符号表示为η。机械效率的公式:　 　 。因为机械效率是一个比值,所以没有单位。
有用功
总功
η=×100%
6.机械效率为什么小于1
由于额外功不可避免,有用功总是小于总功,所以机械效率小于1。
7.*下列关于机械效率的说法中,正确的是 ( )
A.越省力的机械,其机械效率越高
B.做的有用功越多,机械效率越高
C.做的总功越少,机械效率越高
D.额外功在总功中占的比例越小,机械效率越高
D
8.*用一个动滑轮,将200 N的物体匀速提升2 m,拉力F为120 N,此动滑轮的机械效率是多少
已知:G=200 N,h=2 m,F=120 N,s=2 h=4 m
求:η
W有=Gh=200 N×2 m=400 J
W总=Fs=120 N×4 m=480 J
η=×100%=×100%≈83.3%
答:动滑轮的机械效率约为83.3%。
问题思考
功的原理告诉我们,使用任何机械都不能省功,那么,我们为什么还要使用机械
使用机械虽然不能省功,但可以省力,改变力的方向或省距离,为我们带来方便。
实验探究:使用杠杆省功吗
实验步骤:(1)用弹簧测力计测出钩码的重力G,将物体提升到h高度;
(2)
将杠杆固定在铁架台上,钩码挂在杠杆上距支点二分之一处,将钩码提升h高度,同时用弹簧测力计测出拉力F和动力作用点移动的距离s(如图所示);将测量的数据填入表格内;
(3)计算利用杠杆提升钩码,使用杠杆所做的功F·s和直接用手所做的功G·h。
钩码重 G/N 钩码上升的高度h/m 直接用手所做的功W1/J 使用杠杆提升钩码的拉力F/N 动力作用点移动的距离s/m 使用杠杆提升钩码做的功W2/J

结论:
　利用杠杆提升钩码,使用杠杆所做的功W2和直接用手所做的功W1相等,即使用杠杆不能省功　。
实验探究:使用动滑轮省功吗
(1)如图所示,用动滑轮提起钩码,用弹簧测力计测出钩码的重力G,绳端的拉力F,用刻度尺测出钩码被提升的高度h和手移动的距离s,填入下表。
钩码重 G/N 钩码上升的高度h/m 直接用手所做的功W1/J 使用动滑轮提升钩码的拉力F/N 动力作用点移动的距离s/m 使用动滑轮提升钩码做的功W2/J

(2)计算出利用动滑轮提起钩码,使用滑轮做的功F·s和直接用手所做的功G·h进行比较。
结论:　 .
　。
利用动滑轮提升钩码,使用动滑轮所做的功W2和
直接用手所做的功W1相等,即使用动滑轮不能省功
使用滑轮组省功吗
如图所示,下面是某小组同学在探究滑轮组的特点的装置,测得钩码总重为6 N,若提升钩码,使其升高0.1 m。拉力大小为 2.1 N,拉力通过的距离是0.3 m,有同学提出:使用滑轮组省了力,能省功吗 请你通过计算说明。
不用机械直接用手提升,手对钩码做的功为 W1=Gh=6 N×0.1 m=0.6 J
用滑轮组提升物体,拉力做功W2=Fs=2.1 N×0.3 m=0.63 J
结论:W1

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