五、探究——使用机械是否省功 (2).ppt

酒泉育才学校周孝民,9.5使用机械是否省功,要把这个物体运到高处，有哪些方法？,用手直接把物体提上去,用杠杆把物体提上去,用动滑轮或滑轮组,问题与思考,使用简单机械可以省力.可以省距离.可以改变力的方向.能省功吗?,（不计摩擦、绳重）,（不计摩擦、绳重和动滑轮重）,s=nh,S,2、s=ns物,s,s物,（不计绳子与滑轮的摩擦）,1、,2、,3、,1、,探究使用机械是否省功,第九章机械和功第五节,学习目标,1.知道使用任何机械都不省功。2.知道有用功、总功、额外功及它们之间的关系；理解机械效率的概念。3.知道机械效率的计算公式，会根据公式进行计算。4.知道实际的机械效率不可能是100。,自学指导1,认真阅读课本P112，看演示实验后回答下列问题：1.W2_W12.使用机械是否省功？,结论：使用动滑轮比直接提升物体不省功。,推论：使用任何机械不省功。,实验1,1.用手直接提升物体做功。2.使用机械提升物体做功。这两个功相同吗？,提出问题：,观察图片，交流思考。,理想状态下（忽略滑轮自重和绳子与滑轮之间的摩擦）：利用滑轮提升砝码，使用滑轮所做的功W2=Fs（焦）和直接用手所做的功W1=Gh（焦）相等。,W2=W1,总结实验结论,实验记录数值和实验结论。,比较W1和W2的大小关系。你能得到什么结论？,0.2,2,0.1,0.2,W2_W1,W1=Fh=Gh,W2=F/s,实际中：,Gh,FS,W1,=,=,W2,因为S=2h,所以W2W1,人利用杠杆将物体匀速提升h,拉力F做的功,动力臂为阻力臂的三倍,实验2,使用任何机械都不能省功,大量实验证明：,-功的原理：,W机械W手,不省功的原因是什么？因省力的机械必费距离，省距离的机械一定费力，而功=力距离，所以不能省功,讨论：使用任何机械都不省功，为什么人们还要使用机械？,有时是为了省力；有时为了省距离；有时为了改变力的方向，用起来方便。,自学指导2,认真阅读课本P113，3分钟后回答下列问题：1.什么叫有用功、总功和额外功。2.什么叫机械效率？计算公式是什么？,有用功：使用机械时对人们有用的功,额外功：人们不需要但又不得不做的功,总功：有用功与额外功的总和，即W总=W有+W额,有用功、额外功、总功,重点：概念,3.额外功：由于机械自重和摩擦等因素影响，而不得不做的功（无用付出）。,机械效率,1.定义：有用功与总功的比值叫机械效率.,2.表达式:,没有！因为有用功总小于总功，所以机械效率总小于1,分组讨论：,有没有机械效率为100%的机械？为什么？,用百分数表示,在使用机械工作时，有用功在总功中所占份额越多越好。它反映了机械的一种性能，物理学中表示为机械效率。,重点【机械效率】,1定义：有用功跟总功的比值。,2公式：,3用百分数表示。总小于1。,明确：理想情况下=1实际情况下1,把物体向上提起时：,=,=,W有,W有W额,1关于机械效率的说法中正确的是（）A越省力的机械，效率越高B做有用功越多的机械，效率越高C做相同的功，额外功的值越小，效率越高D做功越快的机械，效率越高,C,课堂练习,例题1：用60牛的拉力提起重为100牛的重物，使重物提高2米。求：有用功？做功？机械效率？,W有=Gh=100N2m=200J,W总=FS=60N4m=240J,解:h=2mS=2h=22m=4m,=,=,83.3,例2：用一动滑轮将重200N的砂子提到9m高的脚手架上，所用力是120N，求有用功、总功、机械效率各是多少？,解:h=9mS=2h=29m=18m,小结,有用功：使用机械时对人们有用的功,额外功：人们不需要但又不得不做的功,总功：有用功与额外功的总和。W总=W有+W额,有用功与总功的比值叫机械效率.,=,1、用一定滑轮将重100N的物体提到9m高处，所用力是120N，求有用功、总功、额外功、机械效率各是多少？,900N,960N,83.3,160N,当堂训练,2.如图所示，建筑工地上，工人用一个动滑轮将重720N的重物，工人所用拉力为450N.求：该动滑轮的机械效率,80,用如图所示的滑轮组将重50N的重物在2s内提升0.5m，若动力做的额外功是5J，求：（1）滑轮组的机械效率。（2）动力做功的功率。,83.3,15w,3,第二课时,机械效率,有用功：使用机械时对人们有用的功,额外功：人们不需要但又不得不做的功,总功：有用功与额外功的总和。即W总=W有+W额,有用功与总功的比值叫机械效率.,=,你会选哪种方法呢？,人提沙子做功,(1)对砂子做功,(2)对桶做功,(3)克服自重做功,(1)对砂子做功,(2)对桶做功,(3)对动滑轮做功,(1)对砂子做功,(2)对口袋做功,(3)对动滑轮做功,对砂子做功,对空桶做功,克服自身重力做功,对人们没用但又不得不做的功,对人们有用必须做的功,他的目的是：,把沙子运上三楼,用水桶把沙子运到三楼,一、有用功和额外功,1.有用功（W有）：为了达到工作目的，必须做的功,2.额外功（W额）：为了达到工作目的，并非我们所需要但又不得不做的功,3.总功（W总）：动力所做的所有功,即有用功与额外功的总和,W总=W有+W额,用水桶从井中提水的时候,所做的功哪部分是有用功,哪部分是额外功?,提水所做的功是有用功;提水桶所做的功是额外功。,如果桶掉到井里,从井里捞桶的时候,捞上的桶里带了一些水,这种情况下哪部分是有用功,哪部分是额外功?,提水桶所做的功是有用功;提水所做的功是额外功。,想一想；议一议：,二、理解机械的三种功,W有=G物h,W总=FS,动力作用点移动的距离,作用在机械上的动力,W额=G动滑轮h,（忽略摩擦）,滑轮组提升物体时：,在粗糙水平面上匀速移动物体时：,W有=fS物,W总=FS,克服机械间的摩擦做功是额外功,滑轮组水平拉物体时：,使用斜面匀速拉物体时：,W额=f摩L,W有=G物h,W总=FL,F,G,G,G,G,G,F,G,G,G,G,F,G,G,G,G,G,G,G,G,G,G,G,F,G,G,G,G,G,L,L,L,斜面是一种简单的省力机械,使用斜面匀速拉物体时：,W额=f摩L,W有=G物h,W总=FL,F,G,G,G,G,G,F,G,G,G,G,F,G,G,G,G,G,G,G,G,G,G,G,F,G,G,G,G,G,L,L,L,滑轮组的机械效率：,s=nh,滑轮组的机械效率：,s=ns物,把物体向上提起时：,拉着物体水平移动时：,=,=,f:摩擦力，S1:水平面上物体移动的距离,假设斜面很光滑，无摩擦,要使物体升高相同的高度，斜面越长越省力,斜面长是斜面高的几倍，推力就是物重的几分之一,根据功的原理：,FS=Gh,斜面的应用,螺旋是也是斜面的一种应用,1、如下图所示，物重G=1000N，地面对物体的摩擦力是物重的0.05倍，拉力20N拉着物体水平移动1米。求：有用功；总功；机械效率,50J,60J,83.3,思考与练习,1、关于机械效率,下列说法中正确的是A做功越多机械效率越高B实际生产中使用机械比不使用机械做功的效率高C使用机械做功时，如不考虑机械本身重力及所引起的摩擦，那么，机械的效率是百分之百D有用功与总功的比值越大，机械效率越小。,当堂训练,C,2、甲、乙、丙三台机器，它们的机械效率大小是甲乙丙.用它们分别把同一物体提高相同高度，下列说法中你认为正确的是()A.W总甲W总乙W总丙B.W总甲W总乙W总丙C.W总甲=W总乙=W总丙D.无法判断,1、例题中总功、有用功、额外功中哪些功一点都不能省？2、哪些功可以省一些？,（有用功一点不能省，否则达不到目的。）,额外功可以想办法省一些，如减轻动滑轮重力减少动滑轮个数，其额外功可以省一些，有用功不能省，而总功=有用功+额外功，这样总功也就可省一些。,思考问题：,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