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(共25张PPT)
物理 北师大版（2024）
八年级下册
第九章　机械和功
第五节 探究使用机械是否省功
预习清单
1.功的计算公式:________,克服重力做功的计算公式:________。
2.功的原理是________________________。
3.必须要做的功为________,克服机械自身部件的重力和摩擦力不得不做的功为________,有用功和额外功之和为________,即________________。
W=Fs
W=Gh
使用任何机械都不能省功
有用功
额外功
总功
W总=W有用+W额外
预习清单
4.我们用有用功跟总功的________来描述使用机械做功的效率,称之为机械效率。公式:____________。因为有用功总小于总功,所以机械效率总小于____;机械效率用百分数表示,没有单位。
比值
1
导入新课
工人为什么不直接提起重物,而是用这么多的简单机械进行组合呢 使用滑轮组、定滑轮和轮轴这些简单机械的优势是什么
使用机械能省功吗
任务一：探究使用机械是否省功
1.明确探究的任务:使用动滑轮提升物体时是否省功。
用动滑轮提升物体与什么比较是否省功
提示:与直接提升物体相比较。
分析判断省功还是费功的方法是什么
提示:分别测量并计算出两次提升所做的功,若使用动滑轮做的功W2小于直接提升重物做的功W1,则使用动滑轮省功;反之,则不省功。
任务一：探究使用机械是否省功
探究方案的设计:
任务一：探究使用机械是否省功
问题:
(1)如何操作
(2)需要记录哪些物理量
操作要点:
(1)匀速缓慢提升物体。
(2)测力计在提升过程中读数。
(3)测量提升高度时,要规范记录物体和绳端的始、末位置。
任务一：探究使用机械是否省功
实验数据:
由实验数据可知W2>W1,
实验结果说明:使用动滑轮不省功。
任务一：探究使用机械是否省功
动滑轮不省功的原因
直接用弹簧测力计匀速竖直提升重物,只需提升重物做功。竖直拉动绳子使动滑轮和重物一起上升时,不仅要提升重物做功,也要提升绳和动滑轮做功,同时还要克服动滑轮上的摩擦做功,因此使用动滑轮并不省功。
任务一：探究使用机械是否省功
2.明确探究的任务:使用杠杆提升物体时是否省功。
任务一：探究使用机械是否省功
实验数据:
实验结论:使用杠杆提升物体不省功。
任务一：探究使用机械是否省功
3.明确探究的任务:使用斜面提升物体时是否省功。
任务一：探究使用机械是否省功
实验数据:
实验结论:使用斜面提升物体不省功。
任务二：学习机械效率
1.相关概念:
(1)有用功(W有用):在用动滑轮提升重物时,动滑轮对物体所做的功是有用的,这部分功叫作有用功。
(2)额外功(W额外):在用动滑轮提升重物时,不可避免地要对绳和动滑轮本身做功,还要克服摩擦做功,这些功是我们不需要但不得不做的,这部分功叫作额外功。
(3)总功(W总):提升滑轮的拉力所作的功,既提升了物体做了有用功,也贡献了额外功,所以它做的功就是总功。
(4)三者之间的关系式为W总=W有用+W额外。
任务二：学习机械效率
2.建立机械效率的概念。
实验探究:用滑轮组提升重物(钩码)。
注意事项:
(1)3次提升不同重物(不同数量的钩码)到相同的高度,将数据记录在表格里。
(2)分析数据,寻找三次提升中发挥滑轮组性能最好的一次。
(3)换用另一种自重不同的动滑轮,重复前面的实验,分析数据,寻找三次提升中发挥滑轮组性能最好的一次。
(4)六次实验数据汇总,寻找提升中发挥滑轮组性能最好的一次。
任务二：学习机械效率
3.引入比值的思想:揭示机械效率的概念。
机械效率的概念:用有用功跟总功的比值来描述机械的这种特性,称之为机械效率,用η表示。
用公式表示为。
有用功是总功的一部分,所以W有用核心总结
1.使用任何机械都不省功。
2.用机械效率η来衡量不省功的效能。
3.机械效率是可变的。
4.实际中的机械效率η<1。
课堂评价
1.下面关于机械效率说法中正确的是 ( )
A.做功多的机械,机械效率一定高
B.做额外功少的机械,机械效率一定高
C.做有用功多的机械,机械效率一定高
D.做有用功占总功比例高的机械,机械效率一定高
D
课堂评价
2.关于机械效率的说法中正确的是 ( )
A.机械效率高的机械,做功多
B.做有用功越多的机械,机械效率越高
C.做相同的功,额外功的值越小,机械效率越高
D.做功越快的机械,效率越高
C
课堂评价
3.关于机械效率,下列说法中正确的是 ( )
A.机械效率高的机械,做的有用功多
B.机械效率低的机械,做的额外功少
C.机械效率低的机械,做的有用功占总功的比值小
D.机械效率高的机械,做的功快
C
课堂评价
4.在某建筑工地上,工人用如图所示的滑轮组将重为1 200N 的建筑材料从地面运送到20m的楼上,工人对绳端竖直向上的拉力是500N,在这个过程中,需要的有用功是多少 工人做了多少额外功 这个滑轮组的机械效率是多少
24 000J
6 000J
80%
课堂评价
5.用如图所示的滑轮组把重力为200N的重物匀速拉到10m高的楼房顶部,在拉动过程中绳端所加的拉力F为90N,绳端上升了30m。g取10N/kg,求:
(1)滑轮组提升重物的有用功、总功、额外功;
(2)滑轮组提升重物的机械效率。
(1)W有用 =2 000J;W总 =2 700J;W额外 =700J
(2)η=74.1%
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