2020—2021学年浙教版九年级上册科学竞赛辅导教案 第4讲滑轮的功和机械效率1

九年级上册科学竞赛辅导教学案 第4讲 滑轮的功和机械效率 一、理解功的原理,明白有用功、总功、额外功的含义及其关系 1.功的原理 使用任何机械都不省功. A.对于理想机械(指不计摩擦、机械的重、绳重): W人对机械＝W机械对物体＝W手或 W总＝W有. B.对于实际机械:W人对机械(W总)>W机械对物体(W有)或W总＝W有＋W额. 2.有用功、总功、额外功的含义及各自的计算式. A.有用功(W有) 指机械克服有用阻力所做的功(对我们有用的功). 求有用功W有,要看使用机械的目的. ① 对于竖直方向上提升重物,目的是克服重力做功,故 W有＝Gh； ② 对于水平方向匀速拉(推)物体,目的是克服摩擦阻力做功,故 W有＝f阻s物. B.总功 (W总) 指动力对机械所做的功.其表达式为:W总＝Fs.(F为直接作用在机械上的力) C.额外功(W额) 指机械克服额外阻力(对我们无用但不得不做的)所做的功.对于只计滑轮的重而言,W额＝G轮h. 二、怎样理解和应用机械效率 1.定义 有用功占总功的比值,即η＝. 2.物理意义 机械效率是表示机械对总功利用率高低的物理量.若机械效率越大,表示该机械对总功的利用率越高,即机械做的有用功占它所做的总功的比例越大,或者说额外功占总功的比例越小,也说明该机械的性能越好. 3.机械效率为何总小于1? 因在使用机械时,不可避免W额>0.所以由W总＝W有＋W额可知:W有<W总,即η<1. 4.计算机械效率的各种变形式. A.在竖直方向上提升物体,η＝＝＝＝ (对于杠杆:n＝s/h＝；对于滑轮组:n＝s/h,s为动力移动的距离,h为物体提升的高度) 注:若只计动滑轮的重,则F＝(G+G轮)/n,机械效率η还可等于,即η＝ . B.在水平方向上拉动物体,η＝＝ (s物为物体移动的距离,s动力为拉力移动的距离) 5.如何提高机械效率? 由η＝＝可知: A.当W有一定时,减少W额,可提高效率.比如影响滑轮组效率的因素有:动滑轮和绳重；绳与轮之间的摩擦.所以,我们可以使用轻质材料做动滑轮或尽量减少动滑轮的个数；还可通过加润滑油来减少轴处的摩擦及使用较细的绳子等措施,以此来提高它的效率. B.当W额一定时,增加W有,可适当提高机械效率.比如,对于同一滑轮组(额外功不变),增加所提物体的重, 就会越大,机械效率就会越高. 总之,对于滑轮组而言,要提