9.5探究——使用机械是否省功 ---2023-2024学年北师大版物理八年级下学期

探究--使用机械是否省功 提出问题 为什么要使用这些工具？ 使用机械是否能省功？ 新知讲解 2024/6/3 3 理解什么是机械效率。 （重点） 03 了解什么是有用功、额外功和总功；（重点） 02 学习目标 探究使用机械是否省功； 01 为什么不计绳重和摩擦？ 一、探究使用机械是否省功 大量实验表明:使用任何机械都不能省功 探究使用机械是否省功 1.明确实验目的 比较用动滑轮和直接提升时所做的功 2024/6/3 8 探究使用机械是否省功 2.设计实验 两次提升同一物体，且提升相同高度。 实验注意事项： ▸缓慢提升物体 ▸测力计要在提升过程中读数 ▸测量距离要记录始、末位置的刻度 探究使用机械是否省功 3.实验数据记录表格 提升方式 力／N 移动距离／m 力做的功／J 直接提升 F＝0.2 h=0.1 W1＝Fh＝0.02 用动滑轮提升 F’＝0.15 s=0.2 W2=F’s＝0.03 4.结论：使用动滑轮提升物体不能省功 探究使用机械是否省功 使用动滑轮提升物体为什么多做了功？ 提升动滑轮做功 克服轴摩擦做功 拉动绳子使动滑轮上升时，拉力在对重物做功的同时也要对动滑轮做功，同时还要克服动滑轮上的摩擦做功，因此使用动滑轮并不省功。 大量实验表明:使用任何机械都不能省功 判断有用功和额外功 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？ 克服水的重力做的功为有用功，克服水桶、绳子重及摩擦所做的功为额外功。 如果桶掉到井里，从井里捞桶的时候，捞上的桶里带了一些水，这种情况下哪部分是有用功，哪部分是额外功？ 提水桶所做的功是有用功，提水所做的功是额外功。 思考： F 有用功 总功 公式拓展：在空气中提升重物 若不计绳重及轴的摩擦，进一步有： 有用功 F 总功 公式拓展：水平使用滑轮组 交流讨论 2. 使用滑轮组提升重物时，影响其机械效率的因素有哪些？ 影响滑轮组机械效率的因素有动滑轮的自重、绳子与滑轮之间的摩擦力 3. 使用杠杆提升重物时，机械效率能达到1吗？ 不能，杠杆的自重和摩擦力都会影响杠杆的机械效率 1. 怎样提高机械效率？ 减小额外功的占比，增大有用功的占比 功率：表示做功的快慢 机械效率：有用功在总功中所占的百分比 是两个完全不同的物理量 功率大的机械不一定效率高，两者之间没有因果关系 机械效率和功率： 3．一台起重机将重3600N的货物提高5m。求： （1）起重机做的有用功是多少？ （2）如果额外功是12000J，起重机的机械效率是多少？ 解：（1）W有＝Gh＝3600N×5m＝18000J； （2）如果额外功是12000J，则总功为： W总＝W有+W额＝18000J+12000J＝30000J； 起重机的机械效率： W有用 W总 ×100%＝ η＝　　　　　　　　　　 1.8×104J 3×104J ＝60% ×100% 5.说明： ①机械效率是反映机械做功性能好坏的物理量，与是否省力、做功多少、功率大小、提升高度无关。 ②机械效率由机械自身因素（自重和摩擦）和做功现象（被提升的重物）决定的，机械效率越高，机械性能越好。 满负荷工作、超负荷工作、工作量不足。 ▲改进机械的结构，减小机械自重 ▲ 减小机械间的摩擦力。 例如：动滑轮太重，使滑轮组机械效率很低，换用较轻滑轮就可提高其机械效率。 例如：加强机械运动部位的润滑。 三、提高机械效率的方法 三、提高机械效率的方法 由机械效率的公式 η＝ 　　　　　　　　　 W有用 W有用+W额外 η＝ 　　　　　　　　　 W有用 W总 可以看出，提高机械效率的方法有两种： ①在有用功一定的情况下，尽量减小额外功. 如减轻动滑轮和绳子的重力、加润滑油减小摩擦等. ②在额外功一定的情况下，增大有用功. 如在机械所能承受的范围内，增加被提升物体的重力等. 2. 有用功（W有用）：对物体所做的功（目的）。 额外功（W额外）：不可避免的对机械本身和克服摩擦做的功。 总功（W总）：W总＝W有用＋W额外。 1. 大量实验表明：使用任何机械都不能省功。 3.机械效率：有用功与总功的比值。 η＝ 　　　　　　　　　 W有用 W总 ＝ 　　　　　　　　　 Gh Fs Lavf58.20.100 $$