9.5探究——使用机械是否省功-【木牍教育】2023-2024学年八年级物理下册同步教学优质课件（北师大版）

物理 BS 八年级 下册 木牍中考-教学设计中心 制作 ※ 建议使用WPS2019打开。 第5节 探究——使用机械是否省功 北师大版八年级下册 第九章 课程讲授 课程导入 本课小结 习题练习 学习目标 1.通过探究活动，知道使用任何机械都不省功； 2.知道什么是有用功、额外功和总功； 3.知道机械效率的概念，知道机械效率总小于1，会利用机械效率的公式进行简单的计算。 课时A计划 课程导入 人们为什么要使用下列工具呢？ 省力 省距离 那么，使用机械可以省功吗？ 课时A计划 课程讲授 探究使用机械是否省功 问题与猜想 问题：使用机械可以省功吗？ 猜想：使用机械不可以省功。 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所做的功的大小。 课时A计划 课程讲授 探究使用机械是否省功 问题：使用机械可以省功吗？ 猜想：使用机械不可以省功。 制定计划 实验步骤：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做的功为W1。再用弹簧测力计通过一个动滑轮吊起重物，使重物上升相同的高度，弹簧测力计的拉力做的功为W2。比较W1、W2就可以知道使用机械是否省功。 问题与猜想 课时A计划 课程讲授 探究使用机械是否省功 按照下图所示的过程进行实验，实验中保持重物缓慢上升，用弹簧测力计测量拉力，记录重物和绳子自由端的始、末位置。 收集证据 课时A计划 课程讲授 探究使用机械是否省功 收集证据 课时A计划 课程讲授 探究使用机械是否省功 将以上数据及计算结果填入下表中。 收集证据 力/N 移动距离/m 力做的功/J F = h = W1=Fh= F′ = s = W2=F′s= 2N 1.2N 0.1m 0.2m 2N×0.1m=0.2J 1.2N×0.2m=0.24J 由实验结果可知，W2 W1。这是为什么呢？ > 课时A计划 课程讲授 探究使用机械是否省功 分析与结论 直接用弹簧测力计匀速提升重物，拉力要对重物做功。 拉动绳子使动滑轮上升时，拉力要对重物做功，同时也要对动滑轮做功，还要克服动滑轮上的摩擦做功。 因此，使用动滑轮并不省功。 课时A计划 课程讲授 探究使用机械是否省功 想一想，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。 课时A计划 课程讲授 机械效率 有用功、额外功和总功 1.有用功：在用动滑轮提升重物时，动滑轮对物体做的功是有用的，是必须做的，这部分功叫作有用功，用W有用表示。 2.额外功：提升重物时，不可避免地要对动滑轮本身做功和克服摩擦力做功，这部分功叫作额外功，用W额外表示。 3.总功：有用功与额外功的总和叫作总功，用W总表示。 W总=W有用＋W额外 课时A计划 课程讲授 机械效率 机械效率 我们希望在总功中有用功所占的比例越大越好。有用功的比例 大，说明机械的工作效率高。我们用有用功跟总功的比值来描述机械的这种特性，称之为机械效率。机械效率（η）表示为 W有用 W总 η= ×100% 有用功是总功的一部分，所以W有用<W总，因此η总是小于1。 注意：机械效率通常用百分数表示，没有单位。 课时A计划 课程讲授 机械效率 交流讨论 1.使用滑轮组提升重物时，影响其机械效率的因素有哪些？ 2.使用杠杆提升重物时，机械效率能达到1吗？ 动滑轮的自重、绳子与滑轮之间的摩擦、绳重。 不能，因为需要克服杠杆的自重和摩擦额外多做些功。 课时A计划 课程讲授 机械效率 交流讨论 3.右图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，哪些是额外功？ 克服水的重力做的功是有用功，克服水桶重力、克服摩擦和绳重做的功是额外功。 课时A计划 例题 如图，物体重100N，滑轮重20N，用70N的拉力F 将物体提高10m。问该滑轮组的机械效率为多少？ 解：有用功W有=Gh=100N×10m=1000J 总功W总=Fs=70N×10m×2=1400J 课程讲授 机械效率 W有用 W总 η= ×100% 1000J 1400J = ×100%≈71.4% 机械效率为： 课时A计划 课程讲授 起重机的机械效率是40%~50% 滑轮组的机械效率是50%~70% 抽水机的机械效率是60%~80% 机械效率 常见机械的机械效率 课时A计划 课程讲授 电梯的机械效率是50%~55% 汽油发动机的机械效率是22%~27% 柴油发动机的机械效率是28%~30% 机械效率 常见机械的机械效率 课时A计划 课程讲授 阅读材料 斜面 斜面是一个与水平面成一角度的平面，是简单机械的一种。 斜面可以省力，但费距离。 课时A计划