10.5 机械效率 2023-2024学年沪科版八年级全一册物理

第五节 机械效率 第十章 机械与人 逐点 导讲练 课堂小结 作业提升 学习目标 课时讲解 1 课时流程 2 有用功、额外功、总功 机械效率 机械效率总是一定的吗 知识点 有用功、额外功、总功 知1－讲 感悟新知 1 1. 使用机械不省功 知1－讲 感悟新知 知1－讲 感悟新知 知1－讲 感悟新知 结合上面实例分析，我们知道，在使用机械时，除了对物体做功外，还需要克服机械自重或机械间摩擦而做功，所以与直接拉动物体相比，并不省功。 知1－讲 感悟新知 思想方法 1.采用分割法研究机械不省功的原因： 结合做功的过程，把外力做的功，分割为克服物体重力做的功、克服机械自重做的功、克服机械间摩擦做的功。从而找到使用机械不省功的原因。 2.利用归纳法得出任何机械都不省功： 归纳杠杆、滑轮、斜面三种常见的机械，结合原因分析，得出使用任何机械都不省功的结论。为机械效率的理解，打下坚实的基础。 ▲▲▲ ▲▲▲ 知1－讲 感悟新知 2. 功的分类 下面是利用机械做功时，功的流向图，据此对功进行分类。 知1－讲 感悟新知 (1)总功：拉力(或动力)所做的功。 (2)额外功 ：利用机械在拉动物体运动时，克服机械自身重力或机械间摩擦力所做的功。这部分功，对我们是无用的，但又不得不做。 (3)有用功：从总功中减去额外功，是对我们有用的功。 (4)三者之间数量关系：W 总=W 有＋W 额。 知1－讲 感悟新知 易错提醒 有用功和额外功是相对而言的，关键看目的是什么，如用桶打水时，对水做的功就是有用功，对桶做的功就是额外功，因为目的是打水，但不得不用桶。桶掉到水里捞桶时，对桶做的功是有用功，对水做的功是额外功，因为目的是捞桶而不是打水。 感悟新知 知1－练 如图1，在用杠杆提升钩码的过程中，关于有用功、 额外功和总功的说法，错误的是( ) A. 弹簧测力计对杠杆的拉力所做的功是总功 B. 对钩码做的功是有用功 C. 克服杠杆重力做的功是额外功 D. 克服支点与轴之间的摩擦做的功是有用功 例 1 11 感悟新知 知1－练 解析：在使用杠杆提升钩码时，输入功，即弹簧测力计对杠杆的拉力所做的功，是总功；输出功，即对钩码做的功，是有用功；消耗功，即克服杠杆自重、克服支点与轴之间摩擦做的功是额外功。 答案：D 12 感悟新知 知1－练 方法点拨 结合机械功模型分析功的种类： 13 知识点 机械效率 知2－讲 感悟新知 2 1. 定义：有用功和总功的比值叫做机械效率，用符号η 表示。 2. 公式：η = ×100 %。 知2－讲 感悟新知 3. 对机械效率的理解 (1)无单位 ：W 有单位J 与W 总单位J 抵消。 (2)小于1：使用机械时，不可避免地要克服机械自重、摩擦做功，故一定有W 总>W 有，所以机械效率一定小于1。 (3)反映了机械的性能：机械效率越高，有用功和总功的比值越大，机械的性能越好。 (4)可变性：机械效率不是固定不变的，同一机械在不同的做功过程中，机械效率可能会发生改变。 知2－讲 感悟新知 概念辨析 机械效率和功率是两个完全不同的物理量，二者之间没有直接的联系，功率大的机械做功快，但机械效率不一定高；机械效率高的机械，性能好些，做功时的利用率较高，但功率不一定大。 感悟新知 知2－练 [中考·重庆] 如图2 所示，是小智同学在劳动实践基地体验的场景。他用160 N的拉力将重240 N 的重物匀速提升2 m，用时10 s，此过程中重物上升的速度为 ________m/s，滑轮组的机械效率为________ 。 例2 0.2 75 % 感悟新知 知2－练 解题秘方：利用题中已知条件可先求出物理量W 有、W 总，再利用η=×100 ％求机械效率。 18 感悟新知 知2－练 解析：重物上升的速度v== =0.2 m/s； 滑轮组 由2 股绳子承担物重和动滑轮重，则绳子自由端移动的距离s =2 h=2×2 m=4 m， 拉力做的总功 W 总=Fs=160 N×4 m=640 J；拉力做的有用功 W 有=Gh=240 N×2 m=480 J；滑轮组的机械效率η = ×100 ％ = ×100 ％ =75％。 19 感悟新知 知2－练 又解：滑轮组的机械效率η = ×100 ％ = ×100 ％ =×100 ％ =×100 ％ = ×100 ％ =75％ 20 感悟新知 知2－练 方法点拨 抓住输入功和输出功求机械效率： 根据η =×100 %可知，要求机械效率，需要先求有用功和总功。有用功，就是机械输出给重物的功；总功，就是拉力输入给滑轮组的功。 21 知识点 机械效率总是一定的吗 知3－讲 感悟新知 3 1. 探究滑轮组机械效率的影响因素 (1)猜想 知3－讲 感悟新知 依据 η=×100 ％ W 额相同时， W 有越大，机械效率越