10.5机械效率课件2024-2025学年物理沪科版八年级全一册

第五节　机械效率 第1课时　什么是机械效率 教材·核心探究 典题·疑难突破 教材·核心探究 一、总功、额外功、有用功 1.总功: __________ (或动力) 所做的功,用W总来表示。  2.额外功:对我们是无用的,但又不得不做的那部分功,用_________来表示。  3.有用功:对我们有用的功,用_________来表示。   4.三者关系:W总=_____________ 。  二、机械效率 1.机械效率:有用功和__________的比值。  2.公式:__________________。  3.物理意义:反映机械性能__________的重要标志之一。  　拉力　 　W额　 　W有　 　W有+W额　 　总功　 　η=×100%　 　优劣　 【判对错】 (1)总功总大于有用功,所以机械效率总小于100%。 ( ) (2)机械效率与功率有关。 ( ) √ × 典题·疑难突破 重点一　有用功、额外功、总功的判断 【典题1】(2023·西安质检)小明在超市从货架上拿起一个水杯并购买。到家他用这个水杯喝水,在水杯里倒满水后,他从桌面上拿起水杯。则他两次拿起水杯的过程中 ( ) A.对水杯所做的功都是有用功 B.对水杯所做的功都是额外功 C.购买水杯时,对水杯所做的功是有用功 D.喝水时,对水杯所做的功是有用功 【技法点拨】　有用功、额外功和总功的判断 (1)总功、有用功:动力对机械所做的功是总功,机械对物体做的功是有用功。 (2)额外功:①克服机械自身重力所做的功; ②克服机械装置间的摩擦所做的功。 C 【变式1】升旗过程中,人对绳子的拉力所做的功是__________,克服旗的重力做的 功是____________,克服摩擦力做的功是____________。(均选填“有用功”“额外功” 或“总功”)  　总功　 　有用功　 　额外功　 重点二　机械效率的计算 【典题2】(2023·徐州中考)工人用一个定滑轮匀速提升质量为18 kg的物体,所用的拉力为200 N,物体升高2 m,g取10 N/kg。求: (1)物体受到的重力; (2)定滑轮的机械效率。 解:(1)物体质量为18 kg,则物体受到的重力为:G=mg=18 kg×10 N/kg=180 N; (2)使用定滑轮时,绳端移动的距离等于物体上升的高度,即s=h=2 m,克服物体重力做的有用功为:W有=Gh=180 N×2 m=360 J 拉力做的总功为: W总=Fs=200 N×2 m=400 J 则定滑轮的机械效率为: η=×100%=×100%=90% 【技法点拨】　有用功、总功的计算 (1)水平方向的滑轮组: 有用功:W有=fs; 总功:W总=Fs'。 (s:物体移动的距离;s':绳端移动的距离) (2)斜面: 有用功:W有=Gh; 总功:W总=FL。 (h:斜面的高度;L:斜面的长度) 【变式2】(2023·泰州中考)如图所示,供轮椅上下的斜坡长L=4 m,高h=2 m。小明 用120 N的拉力平行于斜坡向上将重为200 N的木箱从底端匀速拉到顶端。他所做 的有用功为_________J,斜坡的机械效率为___________(精确到0.1%),木箱所受摩 擦力的大小为________N。  　400　 　83.3%　 　20　 【变式3】(2023·济宁质检)如图所示,用滑轮组拉着重45 kg的物体A,使它在水平面上匀速前进1 m,水平拉力F=75 N,若A与地面的摩擦力是其重力的0.2倍,g取10 N/kg,求: (1)拉力做的功; (2)该滑轮组的机械效率。 解:(1)由图可知n=2,绳子自由端移动的距离:s=ns物=2×1 m=2 m, 拉力做的功:W总=Fs=75 N×2 m=150 J; (2)物体A的重力: G=mg=45 kg×10 N/kg=450 N, A与地面的摩擦力: f=0.2G=0.2×450 N=90 N, 则滑轮组的机械效率: η=×100%=×100%=×100%=×100%=×100%=60%。 本课结束 第2课时　机械效率总是一定的吗 教材·核心探究 典题·疑难突破 教材·核心探究 测量滑轮组的机械效率 【实验原理】 η=×100%=×100%。 【探究装置】 器材作用: (1)弹簧测力计:实验时,竖直向上__________拉动弹簧测力计, 测量加在绳子自由端的拉力;  (2)刻度尺:测量钩码上升的__________和绳端移动的__________。  　匀速　 　高度　 　距离　 【探究过程】 1.实验操作:用同一滑轮组,分别将甲、乙两组钩码提起,将两次实验测得的数据记入表中,并算出 两次实验的有用功、总功和机械效率。 2.实验数据: 3.实验结论:用同一滑轮组提升不同的重物时,所提升的物体越重,滑轮组的机械效率__________。  拉力 F/N 弹簧测力计上升的距离s/m 总功 W总/J 钩码 重G/N 钩码上升高度h/m 有用功 W有/J 机械 效率η 0.6 0.3 0.18 1 0.1 ____ 55.6% 1.0 0.3 0.3 2 ____ 0.2 _______ 0.1 0.1 66.7% 　越高　 【交流评估】 (1)匀速拉动弹簧测力计的目的是什么? 答:弹簧测力计示数稳定,便于读数。此时由二力平衡,弹簧测力计的示数等于绳子拉力的大小。 (2)实验中,弹簧测力计不能在静止时读数的原因是什么? 答:摩擦力对滑轮组机械效率的影响不能忽略。如果在静止时读数,F偏小,机械效率偏大。 (3)若没有刻度尺能否测出滑轮组的机械效率?说一说你的理由。 答:没有刻度尺也能测出滑轮组的机械效率。由η=×100%=×100%=×100%=×100%可知,h可以约去。 典题·疑难突破 重点　测量滑轮组的机械效率 【典题】(2023·怀化中考)提高机械效率能够充分发挥机械设备的作用,一组同学在“测量滑轮组的机械效率”实验中,实验测得的数据如表所示。 次数 物体的 重力G/N 提升的 高度h/m 拉力 F/N 绳端移动的距离s/m 机械效 率η 1 2 0.1 1 0.3 66.7% 2 3 0.1 1.4 0.3 71.4% 3 4 0.1 1.8 0.3   4 4 0.2 1.8 0.6 74.1% (1)实验中应尽量竖直向上__________(选填“匀速”或“加速”)拉动弹簧测力计。  (2)计算出第3次实验的有用功________J,机械效率是___________(结果精确 到0.1%)。  (3)分析比较第1、2、3次实验数据可以判定,使用同一个滑轮组提升物体时,被提 升的物体越重,滑轮组的机械效率__________(选填“越高”“越低”或“不变”);分析比 较第3、4次实验数据可得,机械效率与物体上升的高度__________(选填“有关”或 “无关”)。  　匀速　 　0.4　 　74.1%　 　越高　 　无关　 【技法点拨】　 (1)滑轮组机械效率影响因素: ①有关因素:与G物、G动、G绳、f等有关; ②无关因素:与n、h、s、v(物体上升和绳端移动的速度)、t(时间)等无关; (2)提高机械效率的方法: ①额外功一定时,增加有用功,如增加G物; ②有用功一定时,减少额外功,如减小G动、G绳、f。 【拓展应用】——拓展思维　强化实践 (1)(装置改进)某实验小组探究影响滑轮组机械效率的因素的实验装置如图所示, 实验数据如表。若不计摩擦,比较1和2两次的实验数据,可以看出滑轮组的机械效 率与__________________有关。  实验次数 1 2 钩码重G/N 4 4 钩码上升高度h/m 0.1 0.1 绳端拉力F/N 1.8 1.4 绳端移动距离s/m 0.3 0.5 机械效率η 74% 57% 　动滑轮的总重　 (2)(思维拓展)在“测定滑轮组机械效率”的实验中改变物体提升的速度________　 (选填“能”或“不能”)改变装置的机械效率。  　不能 本课结束 $$