八年级物理下册 第九章 五 探究——使用机械是否省功课件 北师大版.ppt

五探究 使用机械是否省功 体验使用动滑轮提升钩码活动 把重为g的钩码提升一定的高度h 活动1 用弹簧测力计将钩码提升一定高度h 记下弹簧测力计的示数g 活动2 用动滑轮将钩码提升相同的高度h 记下弹簧测力计的示数f 1 活动中 我们做功的目的是 2 计算拉力做的功 活动1中 拉力做的功是 活动2中 拉力做的功是 比直接用弹簧测力计提升钩码做的功 提示 1 将钩码提升一定高度 2 w gh w f 2h多 1 使用机械可以省功吗 2 什么是有用功 额外功 总功 它们之间有什么关系 3 什么是机械效率 计算公式是什么 探究1使用机械是否省功结合 体验 中的活动 思考以下问题 1 在活动中 为什么使用动滑轮提升钩码做的功大于直接提升钩码做的功 提示 用动滑轮提升钩码时 除了对钩码做功 还需要克服动滑轮的重力和滑轮之间的摩擦做功 而用弹簧测力计直接提升钩码时 只对钩码做功 故小于使用动滑轮提升钩码做的功 参考答案 克服动滑轮重和绳重 绳与滑轮之间的摩擦 多做了一部分功 2 综合以上分析 可得出什么结论 参考答案 使用任何机械都不能省功 探究2机械效率结合体验和探究1 思考以下问题 1 分析有用功 额外功和总功 1 对提升钩码做的功是对我们要做的 这部分功叫做 用w有用表示 且w有用 2 在用动滑轮提升钩码时 还需要克服摩擦 绳重 动滑轮重做一部分功 这部分功叫做 用w额外表示 3 总功w总 即使用机械做功时 拉力做的功 用公式表示w总 提示 使用动滑轮时 必须要做的功是提升物体所做的功 即有用功w有用 gh 如果摩擦忽略不计 则克服动滑轮重和绳重做的功是不得不做的功 即额外功w额外 g动滑轮 g绳 h 使用机械做的功为总功w总 fs 参考答案 1 有用的 必须有用功gh 2 额外功 3 w有用w额外f s 2 在物理学中 机械效率是指 用公式表示 提示 在所做有用功一定的情况下 人们希望额外功越少越好 即额外功在总功中所占的比例越少越好 将有用功跟总功的比值叫做机械效率 用公式表示 参考答案 有用功跟总功的比值 3 机械效率可以大于或等于1吗 为什么 提示 使用任何机械都不可避免地要做额外功 其有用功总会小于总功 根据机械效率的公式可知 机械效率总是小于1 参考答案 不可以用任何机械都不可避免做额外功 其有用功总会小于总功 即机械效率 总是小于1 一 功的原理使用任何机械都不能 二 机械效率1 有用功 额外功和总功 1 有用功 w有用 对物体所做的 功 省功 有用的 2 额外功 w额外 不可避免地对 做的功 3 总功 w总 的总和 即w总 机械本身和克服摩擦 有用功与额外功 w有用 w额外 2 定义 跟 的比值 即 3 规律 有用功总是 总功 因此 总是小于 有用功 总功 小于 1 拓展延伸 三种机械效率的计算 考点机械效率的计算 典例 2013 扬州中考 工人用如图所示的装置将重物提高5m 已知物重为800n 人对绳的拉力为500n 求此过程中 1 做的总功 2 做的有用功 3 滑轮组的机械效率 思路导引 精讲精析 本题考查机械效率的计算 1 由题图可知 物重和动滑轮重由2段绳子承担 故s 2h 2 5m 10m 则w总 fs 500n 10m 5000j 2 提升重物做的有用功w有用 gh 800n 5m 4000j 3 滑轮组的机械效率答案 1 5000j 2 4000j 3 80 方法归纳 滑轮组机械效率的计算 1 竖直匀速提升物体时 1 竖直匀速提升物体时 有用功 w有用 gh 总功 w总 fs f nh 机械效率 2 匀速水平拉动物体时 有用功 有用功在数值上等于摩擦力与物体移动距离的乘积 即w有用 fs物 总功 拉力f所做的功 即w总 fs绳 f ns物 机械效率 f为摩擦力 1 2013 湘西中考 学校旗杆顶端装有一个定滑轮 在升旗仪式中 a 该滑轮可以省力b 该滑轮可以省功c 该滑轮可以改变力的方向d 做的功都是有用功 解析 选c 本题考查滑轮和功的原理 定滑轮不省力 但能改变力的方向 故a错 c正确 根据功的原理可知 使用任何机械都不省功 故b错 在升旗过程中 对旗做的功是有用功 对绳子及克服摩擦所做的功是额外功 故d错 故本题选c 2 玲玲同学用水桶从水井中提水做清洁 她在把水从井底提上来的过程中 下列关于做功的说法中正确的是 a 对桶所做的功是有用功b 对水所做的功是额外功c 对水所做的功是有用功d 对水所做的功是总功 解析 选c 本题考查对有用功 额外功 总功的判断 有用功是我们要达到目的所必须要做的功 要判断什么是有用功 要首先判断使用机械的目的是什么 此题目是用水桶从水井中提水 所以克服水的重力做的功是有用功 对桶所做的功为额外功 提水桶的力所做的功为总功 故选c 3 简单机械的机械效率高是指 a 有用功多b 额外功少c 总功多d 有用功占总功的比例高 解析 选d 本题考查对机械效率的理解 机械效率是有用功跟总功的比值 所以机械效率越高 说明有用功占总功的比例越高 4 2012 济宁中考 小明同学用如图所示的装置测动滑轮的机械效率 当弹簧测力计竖直上拉 匀速提升一个钩码时 弹簧测力计的示数正好等于钩码的重 动滑轮的机械效率为 解析 本题考查滑轮机械效率的计算 弹簧测力计的示数正好等于钩码重 故f g 弹簧测力计上升的距离s 2h 故用动滑轮提升钩码时 答案 50 5 2013 南充中考 如图所示 在测量滑轮组的机械效率的实验装置中 动滑轮重0 6n 物重2 4n 不计绳重和各处摩擦 当物体匀速提升时 绳的自由端在竖直方向上的拉力f为 此过程滑轮组的机械效率为 解析 本题考查滑轮组的机械效率 由题图可知 此滑轮组承担物重的绳子的股数为n 3 则绳的自由端在竖直方向上的拉力为f g g动 2 4n 0 6n 1n 此滑轮组的机械效率为答案 1n80 6 如图所示 用平行于斜面 大小为1 25n的拉力f 将重为1 8n的物体从斜面底端匀速拉至顶端 则有用功是j 机械效率是 解析 本题考查了机械效率的计算 克服物体的重力所做的功为有用功 w有 gh 1 8n 0 2m 0 36j拉力f所做的功为总功 w总 fs 1 25n 0 4m 0 5j机械效率 答案 0 3672 7 小明利用如图所示的滑轮组提升重900n的物体 所用拉力是500n 物体在10s内匀速上升1m 1 在此过程中 拉力做的功为多少 2 拉力的功率为多大 3 该滑轮组的机械效率是多少 解析 本题考查功 功率 机械效率的综合计算 1 绳子自由端移动距离 s 3h 3 1m 3m 人拉绳子做的总功 w总 fs 500n 3m 1500j 2 拉力的功率 3 提升物体做的有用功 w有 gh 900n 1m 900j 滑轮组的机械效率 答案 1 1500j 2 150w 3 60 找找你容易错在哪里用如图所示的滑轮组将重物匀速提高2m 所用拉力为500n 不计绳重和摩擦 滑轮组的机械效率为80 仍用该滑轮组 提升1200