五、探究——使用机械是否省功

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。,复习：,1、做功的两个必要因素：,一.作用在物体上的力。 二.物体沿力的方向上通过的距离。,2、功的计算公式：,省力,思考： 用手直接对木料做功与手对机械做功相等吗？,方法一:可以直接用手拉到四楼 方法二:可以使用动滑轮或滑轮组,思考:使用动滑轮的作用为了 。,问题:小明家住在四楼，买了一批木料，怎么样从楼下送到家里?,提出问题,要把这个物体运

2、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,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_W1 2. 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

3、到什么结论？,0.2,2,0.1,0.2,W2_W1,W1 =Fh =G h,W2 = F/ s,实际中：,Gh,FS,W1,=,=,W2,因为S= 2h,所以 W2 W1,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

4、.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？,我们利用机械来提升重物是我们的目的，所以机械对重物所做的功是有利用价值的，我们称为有用功。,1、有用功： “W有用”,机械对物体所做的功。,二、有用功、额外功、总功,我们在使用机械来提升重物时，需要克服摩擦做功，还要克服机械本身的重力做功，这部分功不是我们所想要的，但又不得不做的功，这种功叫做额外功。,2、额外功：“W额外”,3、总功：“W总”,动力对机械所做的功,三者关系：,W总= W有用 + W额外,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

5、+W额,有用功、额外功、总功,三者关系：W总 W有 W额,变形公式：W有 W总 W额 W额 W总 W有,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）。,22,一个人用水桶从井里打水,有用功是什么？额外功是什么？,对水做的功为有用功，对桶做的功为额外功。,对桶做的功为有用功，对水做的功为额外功。,思考：,若桶掉在水中,把装满水的桶捞起来,则有用功又是什么？额外功又是什么？,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

6、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,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,提高滑轮组机械效率的方法：,1.减小W额在W总中的比例,在轮轴处加润滑油，减小摩擦。 减小动滑轮和绳的自重。（W有用一定）,2.增大W有用在W总中的比例,尽量使滑轮组在满载下工作（增加物重）（W额外一定）,1、例题中总功、有用功、额外功中哪些功一点都不

7、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：,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,斜面是一种简单的省力机械,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：,F S = G h,斜面的应

8、用,螺旋是也是斜面的一种应用,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？,（有用功一点也不能省，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：,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=100N

9、2m=200J,W总=FS=60N4m=240J,解: h=2m S=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=9m S=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，

10、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,3,4、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,83.3,1、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,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 因为有用功总小于总功，所以机械效率总小于1 8做的额外功一定时，总功越少，机械效率越高 9有用功在总功中占