4.4功的原理（课件）2022-2023学年八年级物理下册同步精品课堂（上海沪教版）

*4.4功的原理 第4章 机械和功 教师 xxx 沪教版 八年级第二学期 功的原理 机械效率 有用功、额外功、总功 01 03 02 CONTANTS 目 录 使用简单机械，有的能省力，有的能省距离。使用机械可以省功吗？ 双臂救援机器人 电动起重机 汽车的方向盘 问题： 不使用机械直接提升物体做功，与使用机械提升物体做功相同吗？ 情景引入 功的原理 01 想想议议 在两组测试中钩码质量相同，提升高度一样的情况下，哪个功做的多一些？哪个省力一些？ 探究新知 乙更省力，但乙做的功要多一些 探究新知 使用光滑斜面提升物体时，所做功的情况是： 拉力所做的功：W1=FS 不用斜面直接把物体提升h所做的功：W2=Gh 由实验可得：W1=W2，即使用斜面可以省力但不能省功。 探究新知 功的原理：大量的实验证明，动力对机械所做的功等于机械克服阻力做的功，即使用任何机械都不能省功，这个结论叫做功的原理。 探究新知 有用功、额外功、总功 02 对砂子做功 对空桶做功 克服自身重力做功 并不需要做但又不得不做的功 对人们有用必须做的功 3m 3m 他的目的是： 把沙子运上三楼 用水桶提沙子上楼 有用功 额外功 二、有用功、额外功、总功 探究新知 1.有用功( W有用): 为了达到目的,人们必须做的对人们有用的功. 若用滑轮组提升钩码，不得不克服动滑轮本身所受的重力以及摩擦力等因素的影响而多做一些功， 而做的功（对目的没有用，但不得不做的功）。 W有用=G.h 在上面的实验中，克服钩码的重力所做的功就是有用功： 2.额外功(W额外) :人们并不需要但为了达到目的又不得不做的功. 3.总功（W总）：有用功跟额外功的总和叫总功。（使用机械时。动力所做的功）。 W总=W有+W额 探究新知 想一想：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? 提水所做的功是有用功；提水桶所做的功是额外功。 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? 提水桶所做的功是有用功；提水所做的功是额外功。 判断有用功和额外功，一定要清楚目的。 探究新知 机械效率 03 1.定义：有用功跟总功的比值叫做机械效率。 2.公式： 3.意义： 表示机械做功时，有用功在总功中所占的比例，是机械性能的重要指标。 4.因为 W有用 < W总 ，所以， η < 1。 机械效率一般用百分数表示，没有单位 探究新知 5.一些机械的机械效率 柴油机:28%～40% 起重机:40%～50% 抽水机:60%～80% 6.怎样才能提高机械的效率 减少额外功 改进结构，使其合理、轻巧 经常保养、定时润滑，减小摩擦 探究新知 例题：起重机把质量为0.5t的重物匀速提升了3m,而它的电动机所做功3.4×104J，起重机的机械效率是多少？g取10N/kg. 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有用功： W有=Fh=5×103N×3m =1.5×104J 起重机的电机做的总功： W总=3.4×104J 因此，起重机的机械效率： 典型例题 实验原理 实验器材 测量滑轮组机械效率 测量的物理量 G ---- 物体的重力 h ---- 物体升高的高度 F ---- 绳子自由端的拉力 s ---- 绳子自由端移动的距离 刻度尺、弹簧测力计、钩码、铁架台、“一定一动”的滑轮组、“二定二动”的滑轮组和长约2 m的细绳． 实验探究 探究新知 1.测出钩码的重力G，并记录表中 2.先后按如图所示的三种情况，将实验器材安装好。 3.匀速拉动弹簧测力计，使钩码G匀速上升，读出弹簧测力计所示拉力F的值 ，从刻度尺读出钩码升高的距离h和绳子自由端移动的距离S，记录数据在表格中。 实验步骤 探究新知 滑轮组 钩码重/N 钩码上升高度/m 有用功/J 弹簧测力计示数/N 绳子自由端移动距离/m 总功/J 机械 效率 （a） 1 0.1 0.1 0.4 0.3 0.12 83% （b） 1 0.1 0.1 0.3 0.5 0.15 67% （c） 1.5 0.1 0.15 0.4 0.5 0.20 75% 实验记录表 注意事项： 在提升钩码的过程中，要竖直向上，匀速提升钩码。 探究新知 (2).b、c为同一个滑轮组,挂的钩码数量不同时，它的机械效率有什么变化？ b、c为同一个滑轮组， c装置挂的钩码质量越大，机械效率越高。因为提起的物体越重，做的有用功越多，机械效率越大。 分析讨论 (1).a、b两个滑轮组,挂的钩码数量相同时,机械效率有什么不相同？ a、b两个