9.5 探究--使用机械是否省功(课件PPT)-【优翼·学练优】2021-2022学年八年级下册初二物理（北师大版）

第九章 机械和功 五、探究——使用机械是否省功 五、探究——使用机械是否省功 为什么要使用下列工具？ 观察与思考 省力 省距离 想一想有没有机械可以省功呢？ 理解什么是机械效率。 （重点） 03 了解什么是有用功、额外功和总功；（重点） 02 学习目标 探究使用机械是否省功； 01 探究使用机械是否省功 猜想与假设 使用机械不能省功。 制定计划 直接用弹簧测力计吊起一个重物，弹簧测力计的拉力对重物做的功为W1。再用弹簧测力计通过一个动滑轮吊起重物，使重物上升相同的高度，弹簧测力计的拉力做的功为W2。比较W1、W2就可以知道使用机械是否省功。 收集证据 按照下图所示的过程进行实验。实验中保持重物缓慢上升。用弹簧测力计测量拉力。记录重物和绳子自由端的始、末位置。将数据与计算结果填入实验表格。 收集证据 将以上数据及计算结果填入表中。 力/N 移动距离/m 力做的功/J 由实验结果可知，W2 W1。 ＞ 想一想，这是为什么？ G = 3 F = F′ = 2 h= 0.2 s= 0.4 W1 = Fh = 0.6 W2 = F's = 0.8 交流讨论 一、直接用弹簧测力计匀速提升重物，拉力要对重物做功。 二、拉动绳子使动滑轮上升时，拉力在对重物做功的同时也要对动滑轮做功，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。 思考：使用其他机械能省功吗？ 大量实验表明：使用任何机械都不能省功。 有用功和额外功 在用动滑轮提升重物时，动滑轮对物体所做的功是有用的，是必须做的，这部分功叫作 。 有用功（W有用） 提升重物时，不可避免地要对动滑轮本身做功和克服摩擦做功，这部分功叫作_______________ _。 额外功（W额外） 有用功与额外功的总和叫作________________。 总功（W总） W总=W有用+ W额外 提升重物，要克服滑轮重力和摩擦而额外做功，否则不能完成任务。这个功不是目的而又不得不做，是额外功。 要达到目的，完成有用功，必须施加力F 对滑轮做功，是总功。 提升重物是目的，是有用功。 判断有用功和额外功 判断有用功和额外功 如图所示是某地区的供水系统发生故障后，居民利用滑轮提水的情景。在这个情景中，人所做的功哪部分是有用功，哪部分是额外功？ 克服水的重力做的功为有用功，克服水桶、绳子重及摩擦所做的功为额外功。 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？ 提水桶所做的功是有用功，提水所做的功是额外功。 思考： 练一练 卖茶杯的人，从货架上拿起茶杯；喝茶水的人，从桌面上端起盛茶水的茶杯，就两人克服茶杯重力做功的下列说法中正确的是（　　） A．都是有用功 B．都是额外功 C．对喝茶的人而言是有用功 D．对卖茶杯的人而言是有用功 D 机械效率 我们希望在总功中有用功所占的比例越大越好。有用功的比例大，说明机械的工作效率高。 我们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。机械效率（η）表示为 η＝　　　　　　　　　　 W有用 W总 有用功是总功的一部分，所以W有用<W总，因此η总是小于1。 注：机械效率一般用百分数表示，没有单位。 交流讨论 2. 使用滑轮组提升重物时，影响其机械效率的因素有哪些？ 影响滑轮组机械效率的因素有动滑轮的自重、绳子与滑轮之间的摩擦力 3. 使用杠杆提升重物时，机械效率能达到1吗？ 不能，杠杆的自重和摩擦力都会影响杠杆的机械效率 1. 怎样提高机械效率？ 减小额外功的占比，增大有用功的占比 起重机的机械效率是50%，它表示什么意义？ 使用起重机提升重物时所做的有用功跟总功的比值是50%，也可以说有用功在总功中占的比例是50%，另外的50％是额外功。 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．做有用功越多的机械，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 C 练一练 例题 起重机把质量为0.5t的重物匀速提升了3m，而它的电动机所做的功是3.4×104J，起重机的效率是多少？（g 取10N/kg） 机械效率的计算 解： 起重机匀速提升重物所用的力与物体所受的重力大小相等 F＝G＝mg＝0.5×103kg×10N/kg＝5×103N 起重机提升重物所做的功是有用功 W有＝Fh＝5×103N×3m＝1.5×104J 例题 起重机把质量为0.5t的重物匀速提升了3m，而它的电动机所做的功是3.4×104J