11.5 机械效率（1）-2024-2025学年九年级物理上册同步新授课课件（苏科版）

null 情景引入 第一课时 学习目标 1．通过对比做功的不同过程，能说明利用机械不能省功的实质。 2．通过讨论，能表述利用机械做功过程中的有用功、额外功和总功。 3. 根据机械效率的定义，会计算简单情形下斜面和滑轮的机械效率。 分析比较表中的数据，你有什么发现? W2＞W1 任何机械都不能省功。 提升物体做功 简单机械 F/N s/m h/m W2/J W1/J G/N 斜面 定滑轮 动滑轮 利用机械提升物体 直接提升物体 在上面实验中，利用机械做功的目的是： 为实现目的所做功 有用功（W有用）： 对机械所做功 总 功（ W总 ）： 讨 论： 结合实验过程，造成总功大于有用功的原因 1 0.8 2.2 0.5 5 0.1 2 0.5 4 0.3 3 0.6 0.5 1 1.2 0.8 1.1 1.8 提升物体做功 简单机械 F/N s/m h/m W2/J W1/J G/N 斜面 定滑轮 动滑轮 利用机械提升物体 直接提升物体 讨论： 结合实验过程，分析利用机械做功时造成总功大于有用功的原因 1 0.8 2.2 0.5 5 0.1 2 0.5 4 0.3 3 0.6 0.5 1 1.2 0.8 1.1 1.8 W总/J W有用/J 物体与斜面间有摩擦 滑轮转动存在有摩擦 绳子有重力 滑轮转动存在有摩擦 绳子有重力 动滑轮有重力 小结： 利用机械做功，需要克服摩擦和机械重力做功 提升物体做功 简单机械 F/N s/m h/m W总/J W有用/J G/N 斜面 定滑轮 动滑轮 利用机械提升物体 直接提升物体 W额外/J 5 0.1 1 0.8 2 0.5 2.2 0.5 4 0.3 3 0.6 分析下表的数据，完成填空： 为实现目的所做功 有用功（W有用）： 对机械所做功 总 功（ W总 ）： 为克服机械的重和机械之间的摩擦所做的功 额外功（W额外）： W总＝W有用＋W额外 思考： 利用机械做功时，总功、有用功和额外功三者的数量关系 0.8 1.1 1.8 0.5 1 1.2 0.3 0.1 0.6 提升物体 克服物体重力所做的功 克服动滑轮、绳子重及摩擦所做的功 人对动滑轮 所做的功 提升物体 移动物体 克服物体与地面摩擦所做的功 克服物体重力所做的功 克服物体与斜面间摩擦所做的功 克服滑轮的轮与轴之间的摩擦所做的功 人拉小车做的功 人对滑轮组 所做的功 不同情形的做功 额外功: 目 的: 有用功: 总 功: 提升物体做功 简单机械 F/N s/m h/m W总/J W有用/J G/N 斜面 定滑轮 动滑轮 利用机械提升物体 直接提升物体 W额外/J 5 0.1 1 0.8 2 0.5 2.2 0.5 4 0.3 2.5 0.6 比较下列数据，从做功角度对下列三种机械进行评价： 有用功与总功的比值。 机械效率： η= 0.8 0.5 0.3 1.1 1 0.1 1.5 1.2 0.3 62.5% 90.9% 80% W有用 W总 ×100% W有用 W总 ×100% 机械效率 思考：比较不同简单机械的机械效率，你有什么发现？ 辨析： 1.机械效率与机械省力、费力是否有关？ 2.机械效率与机械做功的快慢，即功率大小是否有关？ 3.机械效率越高，是否所做的总功一定越少，或有用功一定越多？ 机械效率是有用功与总功的比值，与机械的省力或费力无关。 机械效率是有用功与总功的比值，与机械做功快慢即功率大小无关。 当有用功一定时，机械效率越高，则所做的总功越少； 当总功一定时，机械效率越高，则有用功越多。 为什么定滑轮的机械效率最高？ 使用定滑轮时，无需克服机械重力做功，且滑轮转动时的摩擦力较小，即所做的额外功少，所以定滑轮的机械效率高。 种类 机械效率/% 斜面 62.5 定滑轮 90.9 动滑轮 80 课堂小结 1. 利用机械时的三种功： （1）有用功：为实现目的所做功 利用机械的目的：①提升物体（W有用=Gh）；②水平移动物体（W有用=fs）。 （2）额外功：克服摩擦、机械自重所做功 ①克服摩擦（W额外=fs）；②水平移动物体（W额外=G0h）。 （3）总 功：对机械所做的功（W总=Fs） W总=W有用+W额外 2. 机械效率：有用功与总功的比值。 W有用 W总 ×100% η= 检测反馈 1．小明探究利用斜面提升物体是否省力、是否省功的实验，下列操作正确的是（　　） A．必须保持斜面的倾斜角度不变 B．不可以将小车车轮朝上放在斜面上进行探究 C．该实验不需要使用刻度尺 D．实验操作应先用弹簧测力计沿竖直方向匀速提升小车至高度h处， 再沿着斜面匀速拉动小车至高度h处，记下两次弹簧测力计的示数 2．用如图所示的装置测量提升物体所做的功。经测量，斜面长s＝0.6m，高h＝0.3m，图甲中用弹簧测力计沿斜面匀速拉动小车至高度h处，测力计示数F1＝5.5N，图乙中沿竖直方向匀速提升小车，使之上升高度h，测力计示数F2＝10N。关于该实验，下列说法中错误的是（　　） A．斜面可以省力，但不能省功 B．斜面可以省力，也可以省功 C．拉力F1做功为3.3J D．拉力F2做功为3J D B 检测反馈 3．下列说法中正确的是（　　） A．使用任何机械都能省力 B．总功等于有用功加额外功 C．使用某些机械可以省功 D．额外功可以不做，现实生活中机械效率可达100% 4．对于机械做功，下列说法中正确的是（　　） A．省距离的机械可以省功，但一定费力 B．省力的机械一定费距离，但不省功 C．省力的机械可以省功，但一定费距离 D．省距离的机械可以省力，但不省功 5．关于机械效率的概念叙述，正确的是（　　） A．做功越多的机械，机械效率一定高 B．做功快的机械，机械效率一定高 C．省力多的机械，机械效率一定高 D．机械效率越大，有用功占总功的比值越大 6．已知甲、乙两种机械在做功过程中，甲的机械效率比乙的机械效率大，这表明（　　） A．甲做功比乙做功快 B．甲做的有用功比乙做的有用功多 C．甲做的额外功比乙做的额外功少 D．甲做的有用功，与总功的比值比乙大 B B D D 检测反馈 7．总功（W总）、有用功（W有用）、额外功（W额外）之间的关系是：______________________。 8．机械效率的定义是__________________________，公式：η＝_____________；利用机械做功时，因为总是要做额外功，所以总功_______有用功，机械效率总_______1．（大于/小于/等于），某滑轮组的机械效率为80%表示的含义是_______________________________________。 9．某机械的机械效率为80%，使用它做400J的有用功，需同时做_______J的额外功。 10．图甲是一个汽车引擎盖，被抬起的过程可近似看成一个能绕B点转动的均匀直杠杆AB（如图乙）；若引擎盖重G＝200N，其重心在中点C处，不计摩擦，刚刚抬起时，作用在A点竖直向上的力F＝_______N，使用杠杆________（选填“能”或“不能”）省功。 W总=W有用+W额外 有用功与总功的比值 大于 小于 滑轮组所做的有用功与总功的比值为80% 500 100 不能 W有用 W总 ×100% $$