3.4 简单机械-机械效率与斜面课件---2024-2025学年浙教版九年级上册科学

滑轮（第二课时） 滑轮组的省力情况 F1 G F1＝　　　　G总 F2 G F2＝　　　　G总 n:承担总重的绳子段数 （f＝0） S= h S= h 2 3 h：物体升高的高度 S：绳子自由端移动的距离 = 1 n F （G物+G动） s =nh 滑轮组不省功 把动滑轮和物体看作一个整体 整体受到三段绳子的拉力，由于物体处于平衡态 2 如图所示的四个滑轮组中，图＿＿可省一半力，图＿＿最费力，图＿＿＿和图＿＿用力大小一样（滑轮重力忽略）。 (a) (b) (c) (d) (b) (c) (a) (d) G1 G2 火眼金睛 动滑轮和重物的总重由n段绳子承担，提起重物所用的动力就是总重的1/n； 例题　缠绕滑轮的绳子能承受的最大拉力为300牛，用它连接成如图的滑轮组，能否提升重为600牛的重物？（已知动滑轮重20牛，摩擦及绳的重力不计） F 解：总重　G＝600牛＋20牛＝620牛 因为所需要的拉力大于绳子所能承受的最大拉力，所以不能用来提升600牛的重物。 F 某人用如图所示的滑轮组提升重物，所用的拉力F为500牛，使重为950牛的物体以0.2m/s匀速上升。不计绳重和摩擦，动滑轮的重力为多少牛？15s钟内，人拉绳子的功率为多少？ 如图所示，拉力F的大小等于＿＿＿＿。 1 3 F＝ f F . f T F . f T 3.4 简单机械 第5课时 机械效率 使用简单机械带来许多方便，但从功和能的角度进行分析，却发现我们做了一些并不希望做的功。 某人用力将重为G1的米袋提升h高度，设动滑轮重为G2，不考虑绳子重和滑轮轴心处的摩擦，人所做的功为多大？ 实例分析 W=F·S= ×2h =G1h+G2h=W1+W2 G1+G2 2 (1)提升米袋必须做多少功？ (2)我们不想做但又不得不做的功？ G1 G2 有用功：我们把必须要做的那部分功叫做有用功（克服有用阻力所做的功）。 额外功：把虽然不需要，但又不得不做的那部分功叫做额外功（克服额外阻力所做的功） 总功：有用功与额外功的总和叫总功（动力所做的功）。 W总=W有用＋W额外 在真实情境中（用动滑轮提米袋）中，除了提升动滑轮所做的额外功外，还做了哪些额外功？ 你希望额外功大些，还是小些？ 还有克服绳子与滑轮之间的摩擦力做了功; 提升绳子所做的功 有用功的比值越大越好 定义：有用功跟总功的比值叫做机械效率。 公式： η= W有用/W总 ×100% 机械效率 1.机械效率总是小于1，为什么？ 2.你认为可以从哪些方面提高机械效率？ 3.机械工作时，功率越大，是否机械效率就越高呢？ 1.额外功不为零。 2.从减小额外功和增大有用功两个角度考虑。 3.机械效率和功率无关。 2．用如图所示的滑轮组将重为1000牛的物体提升1米（已知动滑轮的重力为200牛，不计滑轮与绳子间摩擦），则： （1）所做的有用功多大? （2）总功多大? （3）机械效率多大？ 例题 斜面 L h G F A C B FL W动力= W克服重力 =Ｇh FL =Ｇh 光滑斜面 匀速拉动 拉力做的功转化为重物的重力势能 为什么会省力？ 2.斜面长是斜面高的几倍，推力就是物重的几分之一。 3. 同一物体升高相同的高度，斜面越长越省力。 1.使用斜面可以省力. 斜面 FL =Ｇh 生活中的应用 如图，斜面长5米、高1米，把重100牛 重物从斜面底端匀速推至顶端，所用推力 为25牛，需要时间10秒，求: （1）推力所做的功及推力的功率？ （2）有用功有多大？ （3）斜面的机械效率? 例题 斜面 斜面使用时也存在机械效率高低问题 斜面的额外功是什么？ 克服斜面摩擦力做功 斜面的有用功是什么？ 克服物体重力做功Gh 斜面的高度 斜面的粗糙程度、斜面的长度 假设：斜面的机械效率可能与斜面的粗糙程度、斜面的长度、斜面的高度有关。 探究斜面的高度对斜面机械效率的影响 控制：斜面的粗糙程度、斜面长度相同 C L h A B 同一个斜面….拉动同一物体…. 同一起点（A）、同一终点（B） 匀速拉动 记录：拉力大小、 计算有用功、总功、机械效率 判定… 在同一块木板上进行一下操作，实验数据记录如下： 实验序号 斜面的倾斜程度 物体重力G（牛） 斜面高度h（米） 拉力F（牛） 斜面长度s(米) 机械效率 1 较缓 5 0.2 2.4 1 41.7% 2 较陡 5 0.5 3.2 1 78.1% 3 最陡 5 0.7 4.3 1 81.4% 在斜面光滑程度相同的情况下，斜面的倾斜程度越大，斜面的机械效率越高 $$