课时10.5 机械效率-【帮课堂】2022-2023学年八年级物理下学期同步精品讲义（沪科版）

课时10.5 机械效率（帮课堂）（解析版） 【学习目标】 1.知道机械效率； 2.了解提高机械效率的途径和意义。 【知识导图】 【基础知识】 知识点一： 机械效率 １.有用功：为达目的，必须要做的功。符号：W有 单位：焦耳（J）。 【知识拓展】 根据人们使用机械的不同，有用功的计算也不尽相同。例如：若使用机械的目的是提升重物，那么 克服物体的重力做的功就是有用功，即（W有=FS=G物h）。如果使用机械的目的是在水平面上平移重物，那么 克服物体与水平面间的摩擦力做的功是有用功，即（W有=FS=fS）。 公式：W有=W总－W额=W总η； 动滑轮、定滑轮及滑轮组提升重物模型：W有＝G物h 斜面模型：W有= G物h。 水平面拉动物体：W有＝fS 2.额外功：不需要但又不得不做的功。如：从井中打水时 提水桶和绳子所做功（对水桶和绳子所做的功）。 【知识拓展】 对于滑轮组提升重物的情况，克服动滑轮重、绳重等所做的功是额外功。在解题过程中，常忽略绳重和摩擦，则此时克服动滑轮重所做的功为额外功。利用斜面提升重物时，克服斜面摩擦所做的功为额外功。 公式：W额= W总－W有 竖直方向不计摩擦和绳重的动滑轮、滑轮组提升物体模型：W额=G动h（其中，G动：动滑轮的重力，h：物体上升的距离）。 斜面模型：W额=fS（其中，f：斜面对物体的摩擦力，S：物体在斜面上移动的距离）。 3.总功：有用功与额外功之和或动力（拉力）所做的功。 公式： 斜面模型：W总= fS+G物h=FS（其中，f：斜面对物体的摩擦力，S：物体在斜面上移动的距离，G物：物体的重力，h：物体上升的距离）。 4. 机械效率：有用功跟总功的比值。机械效率计算公式：  斜面模型：见下图 S h 知识点二：实验探究：测量滑轮组的机械效率 【实验目的】会测量滑轮组的机械效率。 【实验原理】 （G物：动滑轮所拉物体的重力；h：动滑轮处物体上升的距离；F：绳子自由端的拉力；S：绳子自由端移动的距离） 【待测数据】物重G物、拉力F、重物上升的距离h、弹簧测力计移动的距离S 【实验器材】钩码、滑轮组、铁架台、细线、弹簧测力计、刻度尺。 【实验步骤】 （1）按如图所示组装滑轮组。 （2）将钩码挂在滑轮组下方，记录下所挂钩码的重力G物，用弹簧测力计竖直向上拉住绳子自由端。 （3）将刻度尺放在如图所示的位置，分别记录下钩码和绳子自由端的起始位置A、B。 （4）用弹簧测力计匀速拉动绳子自由端，使物体匀速上升一段距离，记录弹簧测力计的读数，分别记录下钩码和绳子自由端上升后所达到的末位置A1、B1。 （5）根据测量数据，分别计算出钩码上升的距离ｈ（h=A/-A）和绳子自由端移动的距离ｓ（s=B/-B），然后根据Ｗ有＝G物h和Ｗ总＝FS计算出有用功和总功，按 ，计算该滑轮组的机械效率。 （6）改变所挂钩码的重力，重复以上实验步骤。 （7）钩码重力不变，改变动滑轮个数重复上述实验步骤。 【实验结论】 ①滑轮组机械效率与物体重力和动滑轮的个数有关； ②同一滑轮组，提起的 物重（G物） 越重，滑轮组的机械效率越高； ③不同的滑轮组机械效率不同，且在 物重（G物） 相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低。 【考点方向】 1.步骤：必须匀速拉动弹簧测力计使钩码升高，目的：保证测力计示数大小不变，便于读数。 2.结论：影响滑轮组机械效率高低的主要因素有： （1）动滑轮越重，个数越多则额外功相对就多，机械效率就低（动重η低）。 （2）提升重物越重，做的有用功相对就多（物重η高）。 （3）摩擦，若各种摩擦越大，做的额外功就多（摩多η低）。 归纳：提高有用功能增加机械效率； 机械效率 减少额外功能增加机械效率。 的提高 3.同一滑轮组：绕线方法和重物提升高度不影响滑轮机械效率。 4.测量机械效率时，为什么不能使弹簧测力计静止？机械效率会怎样？ 答：当弹簧测力计静止时，绳子和滑轮之间没有摩擦力，拉力示数会变小，有用功在总功中占的比例增大，滑轮组的机械效率偏大。 5.实验中改变钩码的数量，改变动滑轮的个数进行多次实验的目的是什么？(避免偶然性，使结论具有普遍性）。 答：改变钩码个数、改变动滑轮的个数从而获得多组数据，这样可以避免一组数据的偶然性，更能得出普遍性规律。 6.通过该实验我们可以得出结论：增大物重或减少动滑轮的重力可以提高滑轮组的机械效率。 在生产和生活中经常使用各种机械，关于机械的下列说法，正确的是（　　）