9.5 探究使用机械是否省功 课件-2024-2025学年北师大版物理八年级下册

第5节 探究使用机械是否省功 第九章 机械和功 24002 1.理解机械不省功原理，掌握相关功的概念。 2.实验分析机械做功，培养逻辑推理能力。 3.设计实验探究，分析数据得出结论。 4.了解机械效率在实际中的意义。 学习目标 24002 要把质量为10t的装修材料（沙子、水泥和涂料等）运上五楼完成房屋装修，依据所学知识你能提出哪些方案？ 使用滑轮组、定滑轮和轮轴这些简单机械的优势是什么? 新知引入 24002 1.明确实验目的 比较用动滑轮和直接提升时所做的功 新知学习 知识点一：探究使用动滑轮是否省功 24002 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 24002 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 使用动滑轮提升物体时，要克服动滑轮重力、绳子重及摩擦力等做功。 使用任何机械都不能省功（功的原理） 额外功 24002 1.用水桶从水井中打水。 2.水桶不小心掉落在了水井中，从水井中打捞水桶。 新知学习 知识点二：机械效率 24002 用水桶从井中提水时，对我们有用的功是 ， 对我们没有用，但又不得不做的功是 。 如果桶掉到井里，从井里捞桶时，捞上来的桶里带了一些水，对我们有用的功是 ， 对我们没有用但又不得不做的功是 。 克服水的重力做功 克服桶的重力做功 克服桶的重力做功 克服水的重力做功 目的 目的 提水 捞桶 如：桶重5N，水重150N，井深约3m,则对桶和水分别做了多少功？ 思考： 24002 W有：对人们有用，对目标所做的功。 W额：对人们没用，但又不得不做的功。 W总：动力所做的功（有用功和额外功的总和）。 W总=W有用+W额 有用功 额外功 总功 24002 F G s h W有用=G物·h W总=F·s W额外=G动·h （不计绳重和摩擦） F s绳 s物 f W有用=f·s物 W总=F·s绳 利用滑轮组做功 24002 把有用功与总功的比值（百分比） 机械效率 重力G 重物上升高度h 拉力F 绳子移动距离s 不能，有用功始终小于总功。 机械效率能达到/超过100%吗？ 24002 例题:如图所示，工人利用滑轮组将一桶沙子从地面提升到9m高的楼层，桶和沙子的总质量为118kg，动滑轮的质量为2kg。忽略摩擦和绳重，g取10N/kg。求滑轮组的机械效率。 解:桶和沙子所受的总重力 G桶沙=m桶g=118 kg × 10 N/kg = 1 180 N， 动滑轮所受的重力 G动=m动g=2 kg x10 N/kg=20 N。 提升过程中的有用功 W有用=G桶沙h=1180 Nx9m=10 620J。 提升过程中的额外功 W额外=G动h = 20 Nx 9 m=180 J。 拉力所做的总功 W总=W有用+W额外=10 620J+ 180J= 10 800J。 滑轮组的机械效率 答:滑轮组的机械效率为98.3%。 24002 【交流讨论】 1.使用滑轮组提升重物时，影响其机械效率的因素有哪些? 1、滑轮组轮与轴及轮与绳之间的摩擦 （减小摩擦可以减少额外功，提高机械效率） 2 、所提升的物重 （物重增加，机械效率也提高） 3、动滑轮的自重 （减少动滑轮的重力，机械效率也提高） 4、使用同一滑轮组，与滑轮组的绕法无关。 24002 【交流讨论】 2.图9.5-4为某公司的一幅广告宣传画，一个巨大的滑轮提起一个小皮箱，宣传文字写着“事无大小，必尽全力”。请你分析滑轮组机械效率与物重的定性关系，并结合这个关系谈一谈你对这幅广告宣传画所表达观点的看法。 合理性：“事无大小，必尽全力” 这句话，将大滑轮提起小皮箱的情景类比为无论事情大小，都要以认真负责的态度去对待。就像在滑轮组中，虽然提起小物重时机械效率相对较低，但仍然要付出努力去完成。这传达了一种积极的工作和生活态度，即不轻视任何一件小事，每一件事都值得用心去做，只有这样才能把事情做好，体现了一种敬业和专注的精神。 可探讨之处：然而，从实际的机械效率角度分析，在实际工作和生活中，我们也需要考虑效率问题。如果总是用 “大滑轮提小皮箱” 的方式去做事，可能会造成资源的浪费和效率的低下。我们应该在保证把事情做好的前提下，根据事情的大小和重要程度，合理分配资源和精力，以达到更高的效率和效益。所以，对于一些小事，在尽力的同时，也需要注重方法的灵活性和高效性，不能一味地盲目投入，要学会权衡利弊，做到事半功倍。 24002 一、探究使用动滑轮是否省功 二、机械效率 W有：对人们有用，对目标所做的功 三、滑轮组的机械效率 W额：对人们没用，但又不得不做的功 W总：动力所做的功（有用功和额外功的总和） 使用动滑轮提升物体不能省功 课堂小结 24002 1、判断下面说法中是否正确？ ①有用功越多，机械效率越高（        ） ②额外功越少，机械效率越高（        ） ③物体做功越慢，机械效率越低（        ） ④做总功越多，机械效率越低（        ） ⑤做相同的有用功，额外功越少，机械效率越高（       ） ⑥做相同的总功时，有用功越多，机械效率越高（       ） ⑦机械效率越高，越省力（        ） 随堂练习 24002 2.下列说法中正确的是( ) A. 机械效率越高，机械做功一定越快　 B. 做功越多的机械，机械效率一定越高 C. 功率越大的机械，机械效率一定越高 　 D. 做功越快的机械，功率一定越大 D 24002 3.起重机把量为0.5t的重物匀速提升了3m，而它的电动机所做的功是3.0×104J，起重机的机械效率是多少？g取10N/kg。 解：m=0.5t=0.5×103kg F=G=mg=0.5×103kg×10N/kg=5×103N W有=Fh=5×103N×3m=1.5×104J W总=3.0×104J 24002 $$