10.3机械效率 同步视频课件-----2024-2025学年鲁科版（五四学制）（2024）物理八年级下学期

2024鲁科版八下 10.3机械效率 机械省功？ 人们在生活中常常使用机械，有时是为了省力，有时是为了省距离。假如利用机械既省力又省距离，那就省了功。有没有机械能够省功呢? 一、功的原理 讨论 不使用机械直接提升物体做的功，与使用机械提升物体时做的功相同吗? 观察与实验 使用动滑轮能否省功 如图10-3-1甲所示，用弹簧测力计将钩码缓慢地提升一定的高度，计算拉力做的功。 如图10-3-1乙所示，用弹簧测力计并借助一个动滑轮将同样的钩码缓慢地提升相同的高度，再次计算拉力做的功。 两次拉力做的功相同吗?为什么? 实验分析 两次实验中钩码被提升了相同的高度，但第二次拉力做的功要多一些。这说明，尽管使用动滑轮会省力，但由于滑轮本身所受的重力以及摩擦力等因素的影响，我们要多做功。 功的原理 大量事实表明，使用机械时人们所做的功，都不会少于不用机械时所做的功。也就是使用任何机械都不能省功。这个结论叫作功的原理。 总功公式 在图10-3-1乙所示的实验中，拉力(或动力)所做的功叫作总功，用"表示。将钩码提升至一定的高度是我们的目的，所做的功是有用的，叫作有用功，用有m表示。若用动滑轮提升钩码，不可避免地还要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，这部分功并非我儒要，但是又不得不做，叫作额外功，用W外表示。总功等于有用功与额外功之和， 二、机械效率 机械效率公式 在保证所做有用功一定的情况下，人们总是希望额外功越少越好，即有用功在总功中所占的比例越大越好。物理学中，将有用功跟总功的比值叫作机械效率。如果用”表示机械效率，那么 常见机械效率 使用任何机械都不可避免地要做额外功，有用功总是小于总功，所以机械效率总小于1。机械效率是表征机械性能的重要指标，通常用百分数表示。起重机的机械效率一般为 40%~50%，抽水机的机械效率一般为60%~80%。下面我们通过实验测量滑轮组的机械效率。实验之前应该思考:实验的原理是什么?需要测量哪几个物理量?怎样计算有用功和总功? 实验结论 分析实验数据发现:在所用滑轮组一定时，提升的物体越重，机械效率越高。机械自身的重力及摩擦力都是影响机械效率的重要因素。提高机械效率从影响机械效率的因素出发，改进机械结构，使其更合理、更轻巧。在中按照技术规程经常保养，使机械处于良好的状态，对于保持和提高机城效率也有重要作用。 三、拓展提升 1 课堂引入 观察与思考 提出问题 使用杠杆、滑轮这些简单机械能够省力，是否在省力的同时也能省功？ 使用上面不同的机械，做功又有哪些不同呢？ 2 学习目标 1.理解功的原理； 2.会计算各种情况下物体的功； 3.理解生活中功的原理的应用。 3 课堂活动 1.实验探究 探究使用机械是否省功 实验探究一 实验内容 一、如图，用弹簧测力计提起杠杆或滑轮； 二、记录弹簧测力计读数； 三、测量移动距离； 四、数据计入表格。 3 课堂活动 1.实验探究 实验表格 所用机械 钩码重/N 钩码提升高度h/m 机械对钩码的功W1/J 动力F/N 手移动距离s/m 手对机械的功W2/J 杠杆 动滑轮 对实验数据进行分析，比较手对机械的功和机械对物体的功 3 课堂活动 1.实验探究 使用机械能够省功吗？ 实验探究二 3 课堂活动 1.实验探究 使用斜面能够省功吗？ 实验探究三 在光滑的斜面上，用弹簧测力计缓慢匀速拉动重物，读取弹簧测力计示数并测量重物上升的高度和重物沿斜面移动的距离； 数据计入表格。 3 课堂活动 1.实验探究 使用斜面能够省功吗？ 实验探究三 物重G/N 弹簧测力计示数/N 物体上升高度/m 物体沿斜面距离/m 拉力的功/J 拉力的功与物体克服重力的功进行比较 3 课堂活动 2.功的原理 功的原理 通过实验，我们可以得出功的原理 使用任何机械都不能省功。 功的原理对任何机械都适用；对我们使用机械具有指导性意义。 3 课堂活动 4.课堂练习 例题一：往车上装重物时，常常用长木板搭个斜面，把重物沿斜面推上去，如图所示。工人用3m长的斜面，把120kg的重物提高1m，需要多大的推力？（假设斜面很光滑，没有摩擦，g取10 N/kg） 3 课堂活动 4.课堂练习 解：物重G=mg=120kg×10N/kg=1200N； 由于斜面没有摩擦，根据功的原理， 可得：Fl=Gh， 3 课堂活动 4.课堂练习 例题二：一人把100Ｎ的重物送到10m高的楼上，采用下述三种方法：用手直接提，使用动滑轮，使用滑轮组，若不计摩擦和滑轮的重力，在上述三种情况下，对重物做的功（ ）。 A．用手直接提时最小；B．使用定滑轮时最小； C．使用滑轮组时最小；D．三种情况一样 D 3 课堂活动 4.课堂练习 C 例题三：下列说法中，错误的是（   ）。 A．任何机械都不能做到既省力又省距离； B．省力的机械必定费距离，这是功的原理的必然结果； C．功的原理对轮轴是不适用的； D．功的原理对任何机械都无条件地适用 4 典例分析 典型例题1 考点一：功的原理 C 3.用图所示的甲、乙两种装置将同一物体升高1米，如果不计摩擦和滑轮重，那么拉力F所做的功是（ ）。 A．甲多；B．乙多 ；C．一样多；D．不能比较 4 典例分析 变式训练1 考点一：机械效率 B 山区里常常可看见挑夫挑着重物上山，在斜坡上走S形路线，他们这是为了（ ）。 A．使人做的功少一点； B．使人省力一些； C．不为什么，这是他们的习惯 ； D．以上说法都不对 5 课堂小结 视频小结 5 课堂小结 功的原理 使用任何机械都不会省功 省力必然费距离 使用机械可以改变力的大小和方向 6 作业 1.一个人用杠杆提升一重为500N的重物时，手下降的高度是１m时，重物被举高了0.2m，该过程人做了多少功？人用的作用力多大？ 2.斜面是生产和生活中经常使用的工具，它可以省力。把物体放在斜面上向上推动，所施加的推力的大小与斜面的____和____有关。如果斜面长为4米，高为1米，把重为500牛顿的重物推到斜面的顶端时，最少用___牛顿推力，最少做_____焦耳的功。 6 作业 3.有光滑斜面长25 米，高5米，把重为1000牛的物体匀速拉到顶端，则沿斜面向上的拉力为多少牛顿？ 4.如图所示，G=300N，oA=1/3 OB,轮轴的轮半径是轴半径的4倍，若不计机械本身的重力和摩擦力，要使杠杆平衡，在轮的边沿的作用力多大？ 谢谢 Lavf53.4.0 $$