9.5 探究—使用机械是否省功 课件 -2022-2023学年北师大版物理八年级下学期

新课导入 复习回顾 1.做功包含两个必要条件是什么？ 2.计算功的公式是什么？功的单位是什么？ 第九章 机械和功 授课人： §9.5 探究—使用机械是否省功 2 新课讲解 一、探究——使用机械是否省功 01 问题与猜想 使用机械能够省功吗？说出你的猜想. F1 F1 s=2h h h s=3h F2 新课讲解 一、探究——使用机械是否省功 02 制定计划 实验思路 比较不用机械直接提升物体做的功与 使用机械提升物体时所做的功。 实验步骤 (1)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所做的功为W1； (2)再用弹簧测力计通过一个动滑轮吊起同一重物,使重物上升相同的高度,弹簧测力计的拉力做的功为W2 ； (3)比较这两个力所做的功的大小. 新课讲解 一、探究——使用机械是否省功 03 进行实验与收集证据 实验中保持重物缓慢上升 甲 乙 新课讲解 一、探究——使用机械是否省功 03 进行实验与收集证据 实验 次数 操作 弹簧测力计示数F/N 拉力作用点移动的距离s/m 拉力所做的功W/J 1 甲图 F = h= W1=Fh = 2 乙图 F′= s= W2=F′s = 记录重物和绳子自由端的始、末位置.将以上数据及计算结果填入表中. 新课讲解 一、探究——使用机械是否省功 实验 次数 操作 弹簧测力计示数F/N 拉力作用点移动的距离s/m 拉力所做的功W/J 1 甲图 F =2N h=0.1m W1=Fh =0.2J 2 乙图 F′=1.2N s=0.2m W2=F′s =0.24J 新课讲解 一、探究——使用机械是否省功 04 分析与结论 由实验结果可知： 因此使用动滑轮并不省功. W2 > W1 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. (功的原理又叫机械黄金定律) 新课讲解 一、探究——使用机械是否省功 05 评估与交流 因此使用动滑轮并不省功。 W2 > W1 直接用弹簧测力计匀速提升重物，拉力对重物做功. 使用动滑轮时拉力在对重物做功的同时也要对动滑轮、绳子做功，同时还要克服动滑轮上的摩擦做功. 有用功 额外功 新课讲解 趁热打铁 例1. 如图，工人小李用55N的力把重为100N的小泥桶从地面拉到4m的高处，求： 小李做了多少功； 动滑轮对小泥桶做了多少功. 新课讲解 二、机械效率(η) 1.有用功W有用、额外功W额外、总功W总 有用功：机械对物体做的功 额外功：克服机械自重和摩擦所做的功 W总＝ W有＋ W额 总功：有用功与额外功的总和 直接对物体所做的功 力对机械所做的功 新课讲解 二、机械效率(η) 1.有用功、额外功、总功W总 有用功W有用：机械对物体做的功 额外功W额外：克服机械自重和摩擦所做的功 直接对物体所做的功 F 有用功 总功 有用功 总功 F W总＝ W有＋ W额外 总功W总：有用功与额外功的总和 力对机械所做的功 新课讲解 观察与思考 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？ 新课讲解 二、机械效率(η) 1.定义： 有用功跟总功的比(用符号η表示). 2.公式： η ＝—— W有用 W总 3.物理意义： 反映机械做功性能好坏的物理量. 【对机械效率的理解】 1. 机械效率一般用百分数表示. 2.在理想情况下，机械效率等于1；在实际情况下，W有用<W总，即机械效率永远小于1。 14 新课讲解 二、机械效率(η) 4.提高机械效率： η ＝——＝———— W有用 W总 W有用 W有用+ W额外 (1)减少额外功：减少机械自重、减少机械部件间的摩擦 (2)增加有用功：在机械运转正常的条件下，尽可能增加提起的物重 15 新课讲解 【方法指导】 物理量 功率P 机械效率η 定义 物理意义 公式 单位 联系 G 有用功跟总功的比 做功与完成这些功所用的时间之比 瓦(W) 功率和机械效率是两个不同的物理量，它们之间没有直接联系. 做功快慢 反映机械做功性能好坏 η ＝—— W有用 W总 无单位，用百分数表示 新课讲解 三、滑轮组的机械效率 1.竖直方向的滑轮组机械效率的计算方法： η ＝——＝——＝ ——＝ —— W有用 W总 Gh Fs Gh Fnh G nF 若不计绳重和摩擦的情况下: η ＝——＝—— W有用 W总 G G+G动 新课讲解 三、滑轮组的机械效率 2.水平方向的滑轮组机械效率的计算方法： η ＝——＝——＝ ——＝ —— W有用 W总 fs物 Fs绳 fs物 Fns物 f nF 新课讲解 课堂小结 探