资源简介

(共24张PPT)
第九章 机械和功
第六节
制作简易升降机
北师·八年级物理下册
情境导入
日常生活中，人们经常利用机械搬运物体。
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。
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。
任务分解
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。
选择简单机械及身边的器材，设计并制作升降机。
利用自制升降机提升重物，测量升降机工作时的机械效率。
任务一 了解我国机械发展的历史
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嫦娥六号探测器
嫦娥六号在月背采样
你知道各种工程机械的用途吗？请以小组为单位，上网查询一下建筑工地或道路施工过程中使用的工程机械，了解它们的名称和用途，以及它们在工作过程中涉及哪些物理知识。
将调查结果形成调研报告，并与同学交流。
功能需求：
能竖直上下搬运物体，以 0.3 kg 的重物作为搬运的目标物体，竖直搬运高度不小于 10 cm。
任务二 利用简单机械设计并制作升降机
为了实现这些功能，升降机需要包括哪几部分？每部分应如何设计？设计时，我们需要注意什么？
基于上述功能需求，选择简单机械设计升降机。设计时需要注意以下几点：
(1)升降机搬运物体需要用到轿厢，轿厢可以有个性化的设计。
(2)升降机需要有竖直支架，支撑轿厢上下运行。
(3)升降机在运送物体的过程中要能省力，且机械效率尽可能高。
测量升降机的机械效率，需要测出有用功和总功。有用功和总功又该如何测量呢？在动手测量之前，我们需要思考以下问题。
（1）在提升过程中，有用功和总功分别是哪个力做的功？
（2）如何测量物体上升的高度？
（3）如何测量绳子自由端的拉力和绳子自由端移动的距离？
（4）记录数据的表格应该怎样设计？
任务三 测量升降机的机械效率
测量滑轮组的机械效率
探究实验
【实验原理】
【实验器材】
弹簧测力计、刻度尺、
铁架台、滑轮、细线、钩码。
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【实验记录】
实验 钩码 重力G/N 提升 高度h/m 有用功W有用/J 拉力F/N 绳端移动距离s/m 总功 W总/J 机械
效率η
1 1 0.05 0.05 0.69 0.15 0.104 48%
2 1.5 0.05 0.075 0.89 0.15 0.134 56%
3 1 0.05 0.05 0.5 0.33 0.165 30%
【分析论证】
比较实验1、2：动滑轮重一定时，物重越大，机械效率越高。
比较实验1、3：物重一定时，动滑轮越重，机械效率越低。
【实验结论】
用同一滑轮组提升重力不同的物体时，机械效率不同，被提升的物体越重，机械效率越高；
用不同的滑轮组提升同一物体时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低。
结合上述思考，利用自制升降机将质量为0.3kg的物体提升不低于10cm，在此基础上进行如下比较。
(1)比一比，看谁制作的升降机在提升物体的过程中更省力。
(2)比一比，看谁制作的升降机完成上述任务的机械效率更高。
点击画面播放视频
怎样提高机械效率呢？
提高机械效率的方法
(1)增加有用功：
(2)减少额外功：
在机械能承受的范围内，增加物重。
①改进机械结构，减轻机械自重；
②定期保养，减小机械间的摩擦（加润滑油）。
自我检测
1. 在探究影响滑轮组机械效率的因素时，小红用如图所示甲、乙两个相同的滑轮组进行实验。这样的实验设计可以验证的猜想是滑轮组的机械效率与（ ）
被提升物体的重力有关
动滑轮所受的重力有关
物体被提升的高度有关
承重绳子的段数有关
A
2. 用如图所示的装置研究滑轮组的机械效率，下列说法不正确的是（ ）
可以通过选用更轻的绳子以及摩擦更小的滑轮来提高机械效率
测量机械效率的原理是
机械效率的高低不仅与装置本身有关，还与所提升重物所受的重力有关
提高机械效率可以通过减小钩码所受的重力来实现
D
3. 某探究小组的同学在探究滑轮组的机械效率
与哪些因素有关时，提出了一些猜想并进行验证。
（1）如果影响机械效率的因素有A、B、C······，要研究机械效率与因素B的关系，需要先控制其他几个因素不变，而改变因素_____，从而进行研究。
（2）下面是该小组同学提出的两个猜想。
猜想一：由两个相同的滑轮组成的滑轮组，其机械效率与滑轮组的绕绳方法有关。
猜想二：由两个相同的滑轮组成的滑轮组，其机械效率与滑轮组提升物体所受的重力有关。
B
为了验证上述猜想是否正确，同学们准备分别按图甲、乙、丙所示的滑轮组进行实验。
①验证猜想一的小组应按图_______所示的两个滑轮组进行实验，若实验测得两滑轮组的机械效率大小________(选填“相等”或“不相等”)，则可初步判断猜想一是错误的。
②验证猜想二的小组应按图_______所示的两个滑轮组进行实验，若实验测得两滑轮组的机械效率大小不相等，则可初步判断猜想二是______(选填“正确”或“错误”)的。
甲、丙
相等
甲、乙
正确
甲
乙
丙
4. 工人用如图所示的起吊装置提升建筑材料，在 50 s 内将质量为 250 kg 的材料匀速提升 10 m。若电动机输出功率恒为 600 W，不计绳重和摩擦，g 取 10 N/kg，求此过程中：
（1）电动机对绳子的拉力。
（2）滑轮组的机械效率。
解:(1)由图可知，动滑轮上承担物重的绳子段数n=3，绳子自由端移动的速度
根据 可知，电动机对绳子的拉力
(2)材料的重力G = mg = 250 kg×10 N/kg=2500 N，
滑轮组的机械效率
课堂小结
制作简易升降机
我国机械发展的历史
利用简单机械制作升降机
测量升降机的机械效率
提高机械效率的方法

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