八年级物理全册 第十章 第五节机械效率习题课件 （新版）沪科版.ppt

第五节机械效率 新课导思 如图是将沙子从一楼运往三楼的三种方式 若让你选择 你会选择哪种 当提升相同的重物时 拉力做功是否相同呢 目标导学 1 会结合实例分析所做的有用功 额外功和总功 2 知道机械效率的意义 知道机械效率是小于1的 3 会利用机械效率的公式进行简单的计算 4 通过实验了解影响滑轮组机械效率高低的因素 自主预习 1 总功 额外功 有用功 以用动滑轮匀速提升钩码为例 1 总功 所做的功 即w总 如拉力做的功 动力 2 额外功 对我们 的功 即w额外 如克服滑轮的重力和滑轮转动时的摩擦阻力做的功 3 有用功 对我们 的功 即w有 如克服钩码重力做的功 4 三者关系 无用的 但又不得不做 有用 w总 w有 w额外 2 机械效率 1 定义 有用功和总功的 2 公式 比值 3 大小 任何机械的机械效率总小于1 4 影响因素 提升物体 和减少 重力 动滑轮的重力 知识点一有用功 额外功和总功 做一做 如图甲所示 用弹簧测力计将钩码缓慢地提升一定高度 如图乙所示 换用动滑轮将钩码缓慢地提升相同的高度 分别计算拉力所做的功 1 使用动滑轮提升钩码比直接用弹簧测力计提升钩码做功 选填 多 或 少 原因是 提示 无论是否使用滑轮 钩码都被提升 这部分是必须要做的功 使用动滑轮时 提升钩码不得不克服动滑轮本身所受的重力及摩擦力等因素多做功 所以用动滑轮提升钩码做的功比直接提升钩码做的功多 参考答案 多利用动滑轮提升钩码时 除了提升钩码做功外 还要克服动滑轮重力及摩擦力等做功 2 根据图乙所示提升钩码 分析有用功 额外功和总功 1 提升钩码做的功是对我们 的功 这部分功为 用w有表示 且w有 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 这部分功为 用w额表示 3 使用机械做功时 拉力所做的功为 用w总表示 即w总 它们之间的关系是 提示 使用动滑轮时 对我们有用的功是提升钩码所做的功 即有用功w有 gh 如果绳重和摩擦忽略不计 则克服动滑轮重做的功是不得不做的功 即额外功w额 g动h 使用机械做的功为总功w总 fs 参考答案 1 有用有用功gh 2 额外功 3 总功fsw总 w有 w额 示范题1 1 在打扫卫生的时候 小明将一桶水从一楼提到二楼 则小明对水做的功是 功 对桶做的功是 功 2 利用某机械工作时 动力做的功是400j 其中额外功是100j 则动力做的有用功是 j 精讲精析 1 小明目的是提水 对水做的功为有用功 对桶做的功为额外功 2 动力做的功为总功 则动力做的有用功w有用 w总 w额 400j 100j 300j 答案 1 有用额外 2 300 微点拨 1 有用功和总功的区别 有用功相当于不用机械而直接用手对物体做的功 总功是利用机械做的功 2 一般情况下 使用动滑轮或滑轮组在竖直方向上匀速提升重物时 有用功w有 gh 使用动滑轮或滑轮组在水平面上匀速移动物体时 有用功w有 f摩s 3 有用功和额外功并不是绝对的 对一种情况来说是有用功 对另外一种情况来说可能是额外功 知识点二机械效率1 基本公式 100 2 机械效率的计算 1 竖直匀速提升物体 有用功 w有 gh 总功 w总 fs f nh 机械效率 100 100 2 匀速水平拉动物体 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 fs物 f为摩擦力 总功 拉力f所做的功 即w总 fs绳 f ns物 机械效率 100 100 示范题2 2017 南通中考 工人用如图所示装置在10s内将质量为45kg的货物匀速提升2m 此过程中拉力的功率为120w g取10n kg 求 1 有用功 2 滑轮组的机械效率 3 若工人用此装置匀速提升其他货物 测得拉力大小为300n 额外功占总功的20 工人提升货物的重 精讲精析 1 货物的重力 g mg 45kg 10n kg 450n 有用功 w有用 gh 450n 2m 900j 2 拉力做的总功 w总 pt 120w 10s 1200j 滑轮组的机械效率 100 100 75 3 由图可知n 3 已知额外功占总功的20 则此时的机械效率 1 20 80 此时的机械效率 所以提升物体的重力 g nf 80 3 300n 720n 答案 1 900j 2 75 3 720n 备选例题 2016 镇江中考 用如图所示的滑轮组将重90n的货物匀速提升1m的过程中 所用拉力f 50n 不计绳重及滑轮与轴之间的摩擦 1 求上述过程中的有用功w有 2 求上述过程中的总功w总 3 求滑轮组的机械效率 精讲精析 解答本题要掌握以下概念 有用功 总功 机械效率 1 根据公式w有 gh 得w有 gh 90n 1m 90j 2 根据公式w总 fs 50n 2 1m 100j 3 根据公式 100 100 90 答案 1 90j 2 100j 3 90 知识点三测滑轮组的机械效率1 实验原理 参考答案 100 2 实验设计与进行实验 如图所示 1 用 测量钩码所受的重力 2 用 测量钩码移动的距离和弹簧测力计移动的距离 3 匀速拉动弹簧测力计使钩码上升 同时记下钩码上升的 和弹簧测力计的 换不同的钩码多测几次 参考答案 1 弹簧测力计 2 刻度尺 3 高度移动距离 3 实验数据 1 w有 w总 用字母表示 2 在空白表格中分别填写相应的数据 3 分析实验数据得出 同一组滑轮组提升的重物 滑轮组的机械效率越 参考答案 1 ghfs 2 提示 w有1 g1h1 2n 0 1m 0 2jw总1 f1 s1 0 9n 0 3m 0 27jw有2 g2h2 4n 0 1m 0 4jw总2 f2 s2 1 6n 0 3m 0 48jw有3 g3h3 6n 0 1m 0 6jw总3 f3 s3 2 3n 0 3m 0 69j 则利用机械效率的公式 1 74 1 2 83 3 3 87 0 参考答案 第1次 0 20 2774 1第2次 0 40 4883 3第3次 0 60 6987 0 3 提示 分析1 2或1 3或2 3组实验 钩码的重力越小 机械效率越低 钩码的重力越大 机械效率越高 参考答案 越重高 4 交流讨论 1 能否直接测量滑轮组的额外功 参考答案 不能 克服绳重 动滑轮的重力及摩擦力所做的功都是额外功 这些额外功很难直接测量 2 如果没有刻度尺 能否测出滑轮组的机械效率 如何测 参考答案 能 对于已经组装好的滑轮组 s nh 则机械效率 100 100 100 100 因此只要查出绳子的段数 即可算出滑轮组的机械效率 无需测量h和s的大小 3 忽略绳重和摩擦 机械效率的大小与绳子的股数 提升的高度 移动的距离有关吗 试结合机械效率的公式说明 参考答案 由 100 100 100 机械效率的大小与绳子的股数 提升的高度 移动的距离无关 知识拓展 三种机械效率的计算 示范题3 2017 齐齐哈尔中考 某小组在 测滑轮组机械效率的实验 中得到的数据如表所示 实验装置如图所示 1 实验中应沿竖直方向 缓慢拉动弹簧测力计 2 小组同学发现实验过程中边拉动边读数 弹簧测力计示数不稳定 应该静止读数 你认为他们的想法 选填 正确 或 不正确 因为他们没有考虑到 对滑轮组机械效率的影响 3 用丁图装置进行实验 得出表中第4次实验数据 请将表中的两个数据填写完整 4 通过比较 两次实验数据得出结论 使用同一滑轮组提升同一重物时 滑轮组的机械效率与绳子段数无关 填实验次数的序号 5 通过比较 两次实验数据得出结论 同一滑轮组提升重物时 物重越大 滑轮组的机械效率越高 填实验次数的序号 6 通过比较3 4两次实验数据可得出结论 精讲精析 本题考查滑轮组机械效率的测量实验 1 实验中应沿竖直方向匀速缓慢拉动弹簧测力计 这样测力计示数才等于拉力大小 2 在弹簧测力计静止时读出的数据 由于不会克服轮与轴 绳与轮之间的摩擦 所以测力计示数偏小 他们的想法是不正确的 3 丁图中 绳子的有效段数为n 4 绳端移动距离s nh 4 0 1m 0 4m 滑轮组的机械效率 100 100 100 80 4 绳端移动距离与物体升高的高度的关系为s nh 所以 结合表中数据可知实验1 2 3中绳子的有效段数分别为2 3 3 再结合钩码的重力可知 实验1 2 3分别是用甲 乙 丙装置做的实验 根据控制变量法 研究同一滑轮组的机械效率与绳子段数的关系时 要控制提升物体的重力相同 滑轮个数也相同 只改变绳子的有效段数 所以应比较1 2两次实验数据 通过比较1 2两次实验数据得出结论 使用同一滑轮组提升同一重物时 滑轮组的机械效率与绳子段数无关 5 研究同一滑轮组提升重物时 机械效率与物重的关系时 要控制滑轮个数相同 绳子的段数相同 只改变物体的重力 故通过比较2 3两次实验数据得出结论 同一滑轮组提升重物时 物重越大 滑轮组的机械效率越高 6 通过比较3 4两次实验数据 即对应的图丙 图丁两装置 滑轮组不同 提升的重物相同 动滑轮越重机械效率越小 故可得出结论 不同滑轮组提升相同重物时 动滑轮越轻 滑轮组的机械效率越高 不同滑轮组提升相同重物时 动滑轮越重 滑轮组的机械效率越低 答案 1 匀速 2 不正确摩擦 3 0 480 4 1 2 5 2 3 6 不同滑轮组提升相同重物时 动滑轮越轻 滑轮组的机械效率越高 或不同滑轮组提升相同重物时 动滑轮越重 滑轮组的机械效率越低 备选例题 2016 聊城中考 在 测量滑轮组的机械效率 实验中 小丽用如图所示的同一滑轮组提升不同钩码的方法 分别做了甲 乙 丙3次实验 实验数据记录如表所示 1 实验中要竖直向上 拉动弹簧测力计 使钩码升高 2 表格中编号 处数据应为 编号 处数据应为 3 分析实验数据可以得出如下结论 同一滑轮组的机械效率主要与 有关 4 若将此滑轮组换一种绕绳方法 不计摩擦及绳重 提升相同的物体时 滑轮组的机械效率 选填 变大 变小 或 不变 精讲精析 本题考查了探究滑轮组的机械效率 1 实验中要竖直向上匀速缓慢拉动弹簧测力计 否则弹簧测力计因指针不稳而无法读数 2 由图可知 弹簧测力计上每个小格表示0 2a 根据指针位置可读出示数为2 4n 第3次