12.3机械效率导学案（实验班）—2023-2024学年人教版物理八年级下册

八年级下册物理 第十二章 简单机械 主编人： 审核：初二物理备课组 §12.3《机械效率》导学案（实验班） 班级_____ 姓名 学号______ 组别_____ 【学习目标】 1.能结合实例分析什么是有用功、额外功和总功；[ 2.能说出机械效率的含义，并利用机械效率的公式进行简单的计算；（重点+难点） 3.通过实验测量滑轮组的机械效率，总结归纳机械效率的影响因素。（重点+难点） 【基础部分】 【温故】 1.求功的公式：W= ；W= .功率的公式：P= . 2.如右图，用5 N的力F向下拉绳子，2s内物体向上移动了1m． 求：（1）拉力所做的功为多少？（2）拉力做功的功率是多少？ 【知新】阅读课本第85页至86页，画出重要知识点，完成下列填空： 1.在课本P85页的演示实验中，工作目的是提升钩码，无论是否使用动滑轮，克服钩码重力做功是必须要做的。这部分功叫做 ，用 表示。 2.若使用动滑轮提升钩码，我们还不得不克服动滑轮本身所受的重力以及摩擦力等因素的影响而多做一些功，这部分功叫做 ，用 表示。 3.有用功和额外功之和是总共做的功，叫做 ，用 表示。 总功、有用功和额外功之间的关系为： 。 4.有用功和总功的比值叫 。用 表示。计算公式： 。机械效率通常用 数表示。 5.使用任何机械都不可避免要做 功，有用功总是 总功，所以机械效率总是 1（选填“大于”“小于”“等于”）。 6.提高机械效率的方法有：（1） （2） 【要点部分】 【活动一】使用动滑轮是否省功 1. 桌面上有1个大钩码，要把它提高10cm。用以下两种方案： 如图甲是直接用手，图乙是利用动滑轮。 （1） 甲图所用的拉力是 N，在这个过程中甲做的功是 J； （2）乙所用的拉力是 N，将钩码提升10cm的过程中乙的手移动的距离是 ，乙做的功是 J。 分析：（1）甲乙两种方式的工作目的是对 做功。 （2）比较甲乙两次拉力所做的功，你认为使用动滑轮能否省功？答： 。 （3）你认为使用动滑轮多做功的原因是 。 总结：（1）为完成工作目的而必须要做的功，叫做_____功，用______表示； （2） 使用机械后，对工作无价值但不得不多做的功叫做_____；用 表示； （3） 有用功与额外功之和叫做_____，用_____表示，其关系式为_____________。 【例1】（1）用水桶从井中打水，对水做的功是 功，对桶做的功是 功。（2）打捞掉到井里的水桶，捞上来的桶里带了一些水，对水做的功是 功， 对桶做的功是 功。 若对水做的功是900J， 对桶做的功是100J,则总功是 。 【活动二】机械效率 2. （1）定义：物理学中，将 跟 的比值，叫做机械效率。 （2）公式：________________，指 功占有 的百分比。　 （3）机器运转时都有摩擦，克服摩擦要做 功，因此有用功总小于总功 所以η 1（选填“＜”“＞”“＝”）。 【例3】下列说法中正确的是（ ） A．使用任何机械都能省力 B．使用某些机械能省功 C．机械效率高是指有用功占有总功的比例高 D．使用某些机械不需要做额外功，所以现实生活中机械效率可达100% 【例4】下列关于功、功率、机械效率的说法正确的是( ) A．做功多的机器功率一定大　　 　B．做功快的机器功率一定大 C．做功多的机器机械效率一定高 D．做功快的机器机械效率一定高 【例5】一台起重机将重3600N的货物提高了4m，如果额外功是9600J，起重机做的有用功是 J，总功是 J，机械效率是 J。 【例6】用一个动滑轮在6 s内将一重为 300 N的物体向上提起3 m, 拉力为180 N,这个动滑轮的机械效率是多少?拉力的功率有多大? 【例7】搬运工人用如图所示的滑轮组将一个重80 N的物体匀速提升 3 m,所用的拉力为50 N。求：（1）机械效率；（2）动滑轮的重力。 【活动三】测量滑轮组的机械效率 3. 如右图所示，使用滑轮组把钩码提升一定的高度。若要测量滑轮组的机械效率， （1） 本次实验的目的是提升钩码，所以： W有= W总= 又根据公式η= = 可知（实验原理）： 要测滑轮组的机械效率，需要测量： 、 、 、 这4个物理量。 （2）注意事项：实验过程中应 拉动弹簧测力计。 4.请你按下表测出用滑轮组在不同情况下的机械效率，并将数据记录在下面表格： 次数 钩码所受的重力G/N 提升的高度h/m 有用功W有/J 拉力F/N 绳子末端移动的距离s/m 总功W总/J 机械效率 1 2 0.1 2 4 0.1 3 4 0.2 4 4 0.1 5.分析数据，得出结论： （1）分析1、2次实验：同一滑轮组，提升的物重越大，机械效率越 。 （2）分析2、3次实验：同一滑轮组，机械效率与________________无关。 （3）在第2次实验基础上，换用一个重一点的动滑轮，再次完成实验4。 结论：物重一定时，动滑轮越重，机械效率越 。 （4） 交流讨论：提高滑轮组机械效率的方法可能有哪些？ 【拓展部分】 1. 如图所示，在50 N的水平拉力F作用下，重800 N 的物体沿水平地面做匀速直线运动，物体与地面间 滑动摩擦力为120 N。则滑轮组的机械效率为________。 2.如图所示，在斜面上将一个重4.5 N的物体匀速拉到高处，沿斜面向上的拉力为1.8 N，斜面长1.2 m，高0.3 m．把重物直接提升h所做的功作为有用功．求： (1)有用功；(2)总功；(3)斜面的机械效率；(4)此过程物体受到的摩擦力大小。 【目标检测】 1.卖茶杯的人，从货架上拿起茶杯；喝茶水的人，从桌面上端起盛茶水的茶杯，就两人克服茶杯重力做功的下列说法中正确的是（　　） A．都是有用功 B．都是额外功 C．对喝茶的人而言是有用功 D．对卖茶杯的人而言是有用功 2.关于功、功率、机械效率说法正确的是( ) A.功率越大,做功越快,机械效率越大 B.做功越少,功率越小,机械效率越小甲 C.功率越大,反映做功越快,与机械效率无关题3图 乙 D.机械效率越大,表明它做的功越多 3.如上图所示，滑轮重小于物重（不计绳重和摩擦），若在相同时间内匀速提升相同的重物相同的高度，则所用拉力F1 F2，拉力做功的功率P甲 P乙，机械效率η甲 η乙．（选填“＞”、“＜”或“=”）。 4.测量如图所示滑轮组的机械效率，部分实验数据如下表。 (1) 实验过程中，应缓慢拉动弹簧测力计，使钩码竖直向上做_______运动。 第1次实验时，弹簧测力计示数如图所示，为____N。 (2)第2次实验时所做的有用功为________J，滑轮组的机械效率是__________。 (3)分析1、2、3次实验的数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，重物重力越____(选填“大”或“小”)，滑轮组的机械效率越高；分析3、4次实验的数据可知，滑轮组的机械效率与钩码上升的高度_______(选填“有关”或“无关”)。 (4)结合生产生活实际，用滑轮组提升重物时，下列选项可提高机械效率的是____。 A．增大绳重　　　B．减轻动滑轮重　　　C．加快物体提升的速度 5.用一个滑轮组在5s内将一重为200N的物体匀速向上提起3m，拉力为80N，忽略绳重和摩擦，求： （1）动滑轮的重 （2）滑轮组的机械效率 （3）拉力的功率 - 1 - 学科网（北京）股份有限公司 $$