内容正文:
《12.3 机械效率》学案
【学习目标】
1.能结合实例分析什么是有用功、额外功和总功。
2.明确机械效率是描述做功效率的物理量。能利用机械效率的公式进行简单的计算。
3.能设计实验,测定某种简单机械的机械效率。
【课堂合作探究】
生活中我们常常会遇到“效率”这个词。如:
利用机械帮助我们完成某项任务,也会涉及效率问题。
小明家最近买了一处新楼房,家在三楼。想把洗手间、厨房装修一下,需把沙子运到三楼。请同学们根据需要,选择器械帮助小明家解决这个问题,看看哪个小组选的办法最好?
三种方法供参考:第1种是人直接提着沙子上楼;第2种是把沙子放进桶里,人通过动滑轮把沙子拉上楼;第3种是把沙子放进质量较小的袋子里,人通过动滑轮把沙子拉上楼。
一、有用功和无用功
实验探究:使用动滑轮是否省功?
在如图甲所示,用弹簧测力计将钩码缓慢提升一定的高度,计算拉力做的功。设钩码重为G ,提高h的高度。所做的功为:
在如图乙所示,利用动滑轮把同一个重为G的物体,提高h的高度。动力所做的功为:
如果忽略动滑轮重和滑轮与绳子间的摩擦:
结论:
但是,在使用动滑轮的时候,还得克服动滑轮的重力,以及绳子与滑轮之间的摩擦做功。所以,使用机械不能省功,还需要额外多做一部分功
1. 有用功( W有用):
2. .额外功(W额外) :
3. 总功(W总):
用水桶从井中提水的时候,所做的功哪部分是有用功,哪部分是额外功?
如果桶掉到井里,从井里捞桶的时候,捞上的桶里带了一些水,这种情况下哪部分是有用功,哪部分是额外功?
2、 机械效率
1. 定义:
2. 公式:
3.意义:
4.因为 W有用 < W总 ,所以, 。
5.一些机械的机械效率
6.怎样才能提高机械的效率
实验:测量滑轮组的机械效率
实验原理:
实验器材:
注意事项:
影响滑轮组机械效率的因素
【课堂小结】
1、关于机械效率的说法中正确的是( )
A、越省力的机械,效率越高
B、做有用功越多的机器,效率越高
C、做相同的功,额外功的值越小,效率越高
D、做功越快的机械,效率越高
2.(2020凉山)关于功率、机械效率,下列说法正确的是( )
A. 做功越多的机械,其功率就越大
B. 越省力的机械,其功率就越小
C. 做功越慢的机械,其机械效率就越低
D. 有用功与总功的比值越大的机械,其机械效率就越高
3.(2020凉山)关于功率、机械效率,下列说法正确的是( )
A. 做功越多的机械,其功率就越大
B. 越省力的机械,其功率就越小
C. 做功越慢的机械,其机械效率就越低
D. 有用功与总功的比值越大的机械,其机械效率就越高
4.(2020抚顺)(多选)如图所示,小吉用200N的拉力,在4s内将重500N的物体匀速提高2m。不计绳重及摩擦,下列说法正确的是( )
A.动滑轮重为100N
B.滑轮组的机械效率为62.5%
C.拉力做功为1000J
D.拉力的功率为300W
5.一台起重机将重3 600 N的货物提高4 m,起重机做的有用功是多少?如果额外功是9 600 J,总功是多少?机械效率是多少?起重机所做的额外功是由哪些因素引起的?
【达标训练】
一、单选题
1. 用如图甲所示的滑轮组缓慢提升不同物体,每次物体被提升的高度均为,滑轮组的机械效率与物体受到重力的关系如图乙所示不计摩擦,下列分析正确的是
A. 动滑轮的重力为5N
B. 该滑轮组的机械效率可以达到
C. 滑轮组的机械效率越高,拉力做功越少
D. 每次提升重物时,滑轮组做的额外功为5J
2. 如图所示,物体在沿斜面向上拉力的作用下,从倾角为的斜面底端匀速拉到斜面的顶端,已知物体所受重力为G,斜面的机械效率为,若物体受到的拉力和摩擦力分别用F和f表示,则
A. B.
C. D.
3. 影响滑轮组机械效率大小的主要因素是
A. 重物移动距离的大小 B. 动力作用点移动距离的大小
C. 动滑轮的总重与摩擦力的大小 D. 定滑轮的个数与摩擦力的大小
4. 如图所示,小明用桶把一些沙子运上三楼。在此过程中
A. 小明克服自身重力所做的功是总功
B. 小明克服沙子重力所做的功是有用功
C. 小明克服沙子重力所做的功是额外功
D. 小明克服桶的重力所做的功是有用功
5. 如图所示,某同学使用动滑轮把的重物匀速提升了,所用的拉力是。下列说法正确的是
A. 机械效率是
B. 有用功是
C. 额外功是
D. 总功是
6. 如图为“测滑轮组机械效率”的实验。在弹簧测力计拉力作用下,重6N的物体2s内匀速上升,弹簧测力计示数如图示不计绳重与摩擦。下列说法错误的是
A. 弹簧测力计的拉力是
B.