3.4 简单机械 第3课件（含部分实验视频）-2023-2024学年九年级科学上册同步精品课堂（浙教版）

3. 4 简单机械 第3课时 机械的使用给人们的工作带来许多方便。如果 从功和能的角度进行分析，却会发现在使用机械时， 我们做了一些并不希望做的功。 Teaching Analysis 教学分析 如图3-50所示，利用动滑轮把重为G的物体提升h高度的过程中所做的功为：W=Gh，这是人们提升重物过程中必须要做的功，这部分功叫做有用功。 在提升重物的过程中，由于动滑轮本身也受到 重力作用，以及动滑轮的转轴上存在摩擦力，因此， 必须克服动滑轮自身的重力和动滑轮上的摩擦力做 一定量的功，这部分功并非我们需要但又不得不额外做的功。利用机械时，人们不得不额外做的功叫 做额外功。 人的拉力F(动力）对动滑轮（机械）所做的功，叫做总功。 Teaching Analysis 教学分析 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 对沙子做的功 3m 3m 他的目的是： 把沙子运上二楼 用水桶提沙子上楼 有用功 额外功 3m Teaching Analysis 教学分析 有一重680N的重物，现用两种方法将它提升2米： （1）工人直接用手搬该物体； （2） 当工人师傅使如图所示滑轮组搬该物体，测得工人所用拉力为600N。 分别求此两种方法工人所做的功。 W1=Fs=Gh=680N×2m=1360J W2=Fs=600N×4m=2400J 总功 有用功 W额=W2-W1=2400J-1360 J=1040J 额外功 Teaching Analysis 教学分析 用如图所示的滑轮组提升重为400牛的重物，动滑轮重60牛，则拉力要多大？（摩擦及绳的重力不计） F G 要使重物上升2米，绳子自由端需拉过几米？ 拉力所做的功是多少焦？ 提升重物所做的功是多少焦？ 提升动滑轮所做的功是多少焦？ W = Fs = 230牛×4米 = 920焦 W物 = G物h = 400牛×2米 = 800焦 W动 = G动h = 60牛×2米 = 120焦 有用功 额外功 Teaching Analysis 教学分析 注：机械效率一般用百分数表示，没有单位。 在使用机械工作时，有用功在总功中所占的比例越多越好。它反映了机械的一种性能，物理学中表示为机械效率。 机械效率：有用功跟总功的比值，用η表示。 公式： Teaching Analysis 教学分析 例、用一动滑轮将重200N的砂子提到9m高的脚手架上，所用力是120N，求有用功、总功以及机械效率各是多少？ 解： 答：有用功是1800J,总功是2160J,机械效率是83.3% Teaching Analysis 教学分析 常见机械的效率 滑轮组 50%~70% 起重机 40%~50% 抽水机 60%~80% 离心式水泵 60%~80% 因此，使用机械时，要充分发挥机械设备的作用，减小额外功以提高机械效率。 Teaching Analysis 教学分析 视频：测量滑轮组的机械效率 Teaching Analysis 教学分析 提升滑轮机械效率的方法： 1）减小动滑轮自重来减少额外功； 3）增加提升物体的重力来增加有用功。 2）减小机械间的摩擦力来减少额外功（如添加润滑油等）； Teaching Analysis 教学分析 斜面 你是否看到过如图所示的搬运货物的情景？ 斜放的平板构成了一个斜面 利用斜面可以更省力地将货物从低处搬运到高处。 斜面是一种可以省力的简单机械。 斜面作为一种简单机械，使用时也同样存在着一个效率高低的问题。 Teaching Analysis 教学分析 探究：影响斜面机械效率的因素 Teaching Analysis 教学分析 1．如图所示，将1块长木板的一端垫高，构成 一个斜面，用刻度尺测出斜面的长S 和斜面的 高度h。 2．用弹簧测力计测出小车的重力G。 Teaching Analysis 教学分析 3．用弹簧测力计沿着斜面把小车从斜面底端 匀速拉到顶端，读出弹簧测力计的读数F。 4．改变斜面的倾斜程度，重复上述步骤2 次。 5．将测量结果记录在下面的表格中。 Teaching Analysis 教学分析 测量斜面的机械效率 斜面的倾斜程度 小车 重力 G （牛） 斜面 高度 h （米） 沿斜面拉力 F （牛） 斜面长 s （米） 有用功 W有用（焦） 总功 W总（焦） 机械效率 η 较缓 较陡 最陡 Teaching Analysis 教学分析 结论：对光滑程度相同的斜面，斜面的倾斜程度越大，斜面的机械效率越高。 Teaching Analysis 教学分析 例：斜面高10cm，长为50cm，把一质量为100kg的物体，沿斜面拉上顶部，所用时间是４s，需用的