八年级物理下册 6.3《功的原理》课件1 北京课改版

1、1人们使用机械的目人们使用机械的目的是什么？的是什么？有的是为了省力，有的是为了有的是为了省力，有的是为了省距离，有的是为了方便。省距离，有的是为了方便。从功和能的角度分析，从功和能的角度分析，使用机械时，能否使用机械时，能否省功呢？省功呢？ 2做功的两个必要因素是什么？做功的两个必要因素是什么？作用在物体上的力作用在物体上的力 、物体在力的方向上通过的距离、物体在力的方向上通过的距离简单机械的作用是什么？简单机械的作用是什么？改变力的方向省距离省力使用简单机械的作用使用简单机械可以省力，或者省距离，使用简单机械可以省力，或者省距离，能省功吗能省功吗？ 3要把这个物体运到高处，有哪些方法？要把

2、这个物体运到高处，有哪些方法？用手直接把物体提上去用手直接把物体提上去用杠杆把物体提上去用杠杆把物体提上去用动滑轮或滑轮组用动滑轮或滑轮组4用力用力F直接直接将物体匀速提升将物体匀速提升h ，F对物体做功对物体做功 WGhF人利用杠杆将物体匀速提升人利用杠杆将物体匀速提升h 拉力拉力 F F 做的功做的功 hGhGsFW33动力臂为阻力臂的三倍动力臂为阻力臂的三倍 WW5滑轮对物体做了多滑轮对物体做了多少功？少功？W2=Gh动力对滑轮做了动力对滑轮做了多少功？多少功？W1=FsW1=Fs = Gh =W2hGFGFSS=hhS=6滑轮对物体做了多少功？滑轮对物体做了多少功？W2=Gh动力对滑轮

3、做了多少功？动力对滑轮做了多少功？W1=FsW1=Fs = 2hG2=Gh =W2S=2h F=G/2GFGFhShh7 1省力机械还是费力机械能够省功？省力机械还是费力机械能够省功？ 2自重和摩擦力大的机械还是自重和摩擦力自重和摩擦力大的机械还是自重和摩擦力小到可忽略不计的机械能够省功？小到可忽略不计的机械能够省功？ 使用任何机械都不能省功使用任何机械都不能省功功的原理功的原理8实例分析实例分析 某人用动滑轮将重为某人用动滑轮将重为G1的米袋提升的米袋提升h高度，设高度，设动滑轮重为动滑轮重为G2，(不考虑不考虑绳子重和滑轮轴心处的摩擦绳子重和滑轮轴心处的摩擦)，人所做的功为多大？人所做的功

4、为多大？W=FS=G1+G222h=G1h+G2h=W1+W2G1G29利用动滑轮提升物体是时，利用动滑轮提升物体是时，在人所做的两部分功在人所做的两部分功W1和和W2中，哪个功是中，哪个功是我们所必需做的？哪个我们所必需做的？哪个功并不是我们必需做的，功并不是我们必需做的，但又不得不做的？但又不得不做的？G1G2W=FS=G1+G222h=G1h+G2h=W1+W210F用如图所示的滑轮组提升重为用如图所示的滑轮组提升重为600牛的重物，动滑轮重牛的重物，动滑轮重20牛，则牛，则拉力要多大？（摩擦及绳的重力不计）拉力要多大？（摩擦及绳的重力不计）F1/2（G物物G动动）1/2（600牛牛20

5、牛）牛）310牛牛要使重物上升要使重物上升2米，绳子自由端需拉过几米？米，绳子自由端需拉过几米？s2h22米米4米米拉力所做的功是多少焦？拉力所做的功是多少焦？WFs310牛牛4米米1240焦焦提升重物所做的功是多少焦？提升重物所做的功是多少焦？WG物物h600牛牛2米米1200焦焦提升动滑轮所做的功是多少焦？提升动滑轮所做的功是多少焦？WG动动h20牛牛2米米40焦焦希望做的功希望做的功不希望做的不希望做的功功11机械的三种功机械的三种功GF要提升要提升G，同时必，同时必须将本滑轮也提升。须将本滑轮也提升。嘿，你要克服本滑嘿，你要克服本滑轮重力和摩擦而额轮重力和摩擦而额外做功，否则你不外做功

6、，否则你不能完成任务。本功能完成任务。本功无利用价值而又不无利用价值而又不得不做，是额外功。得不做，是额外功。提升本提升本G是目是目的，有的，有利用价利用价值，是值，是有用功有用功要实现目的，完要实现目的，完成有用功成有用功,必须必须施加本动力施加本动力F对对滑轮做功，是滑轮做功，是总总功功12有用功有用功：我们把必需做的那部分功叫做有用：我们把必需做的那部分功叫做有用功（克服有用阻力所做的功）。功（克服有用阻力所做的功）。额外功额外功：把虽然不需要，但又不得不做的那：把虽然不需要，但又不得不做的那部分功叫做额外功（克服额外阻力所做的功）部分功叫做额外功（克服额外阻力所做的功）总功总功：有用功

7、与额外功的总和叫总功（动力：有用功与额外功的总和叫总功（动力所做的功）。所做的功）。13机械的三种功机械的三种功总总功W动力对机械动力对机械所做的功所做的功有两个有两个效果效果额外额外功W为达到目标，克为达到目标，克服机械本身重力服机械本身重力和摩擦，对人们和摩擦，对人们无利用价值而又无利用价值而又不得不做的功不得不做的功克服机械自身部克服机械自身部件（如动滑轮、件（如动滑轮、绳子）的重力和绳子）的重力和摩擦等而做的功摩擦等而做的功有用有用功 W实现目的，有实现目的，有利用价值的功利用价值的功实现目的而做功实现目的而做功额外有用总WWW根据功的原理根据功的原理有用总额外存在对于任何机械额外功均

8、WWW 014在上述实例（用动滑轮提米袋）在上述实例（用动滑轮提米袋）中，如果考虑绳子的重和动滑中，如果考虑绳子的重和动滑轮轴心处的摩擦，所做的额外轮轴心处的摩擦，所做的额外功还有哪些？你希望额外功大功还有哪些？你希望额外功大些，还是小些？些，还是小些？还有克服摩擦作了功还有克服摩擦作了功;额外功小些好额外功小些好.15从能量转化的角度，可以对上述实例中从能量转化的角度，可以对上述实例中的各种功进行如下的分析的各种功进行如下的分析 总总 功功人提供的能量人提供的能量有用功有用功额外功额外功米袋增加的势能米袋增加的势能动滑轮增加的势能动滑轮增加的势能怎样描述机械工作时能量怎样描述机械工作时能量的

9、利用率呢？的利用率呢？机械效率机械效率 16定义：有用功跟总功的比值叫做机械效率。定义：有用功跟总功的比值叫做机械效率。意义：反映有用功在总功中所占的比例，机意义：反映有用功在总功中所占的比例，机械效率越大，机械工作时能量的利用率越高。械效率越大，机械工作时能量的利用率越高。公式：公式： = W有有/W总总 100%17机械效率机械效率GF我们总希望，有用功占总功中的份额越大越好我们总希望，有用功占总功中的份额越大越好1、定义：有用功跟总功的比值，叫做机械效率。、定义：有用功跟总功的比值，叫做机械效率。额外有用有用总有用公式WWWWW%100:. 2)(1,0)(1,0:.3理想情况这时时当实

10、际情况任何机械存在由于讨论有用总额外有用总额外WWWWWW正确理解机械效率，关键是明确三种功正确理解机械效率，关键是明确三种功忽略我的重力和摩擦，我的机忽略我的重力和摩擦，我的机械效率是等于械效率是等于1；其它任何情；其它任何情况，我的机械效率都小于况，我的机械效率都小于1。18“一桶（统）江山一桶（统）江山”：古代有个宰相，奏准皇帝古代有个宰相，奏准皇帝“一桶（统）江山一桶（统）江山”，铸一个大铁桶，巧，铸一个大铁桶，巧妙地整治了讲他坏话的御膳房伙计。抬一桶水，却要抬起很重的铁妙地整治了讲他坏话的御膳房伙计。抬一桶水，却要抬起很重的铁桶，要做很多无用功（额外功）。桶，要做很多无用功（额外功）

11、。圣旨圣旨 宰相所奏极是，朕奉天一统天下，铸一个大铁桶给御膳房使用，换掉木水桶铁桶都怪我们背后讲宰相的坏话。这要多做好多无用功，怎么抬哟！传说故事传说故事木桶铁桶191.机械效率总是小于机械效率总是小于1，为什么？，为什么？2.你认为可以从哪些方面提高机你认为可以从哪些方面提高机械效率？械效率？3.机械工作时，功率越大，是否机械工作时，功率越大，是否机械效率就越高呢？机械效率就越高呢？1.额外功不为零额外功不为零.2.从减小额外功和增大有从减小额外功和增大有用功两个角度考虑用功两个角度考虑.3.机械效率和功率无关机械效率和功率无关20精选例题精选例题GFGF1、使用下面的两个滑轮组，提升相同的

12、重物，提升相同的高度，哪个机械效率大？.,:,较大其机械效率较少左边的可知根据相等两边的额外额外有用有用总有用有用WWWWWWW动滑轮个数较少，自重轻，绳子股数少，摩擦也小，额外功较少动滑轮个数较多，绳子股数多，额外功较多将相同重物提升相同高度，做有用功相同212、使用下面的滑轮组，用拉力、使用下面的滑轮组，用拉力F匀速拉动重物水匀速拉动重物水平移动的距离为平移动的距离为L，有用功是多少？机械效率等，有用功是多少？机械效率等于什么？于什么？FGfGLLfW有用FnLnLFSFW总FnfFnLfLFSfLWW%100总有用本题使用滑轮组的任务目的是拉动本题使用滑轮组的任务目的是拉动G水平移动水平

13、移动L，所以机械克服所以机械克服G和地面的摩擦力做功是有用功。和地面的摩擦力做功是有用功。使用滑轮组拉动G，必须施加动力F根据机械效率的定义22 3、例：某人用如图所示的滑轮组提升例：某人用如图所示的滑轮组提升2000牛牛的重物，用的拉力是的重物，用的拉力是800牛，绳子自由端被拉下牛，绳子自由端被拉下4米。（米。（1）这个人做的总功是多少焦？（）这个人做的总功是多少焦？（2）有）有用功是多少焦？（用功是多少焦？（3）额外功是多少焦？（）额外功是多少焦？（4）这个滑轮组的机械效率是多少？这个滑轮组的机械效率是多少？已知：已知：G=2000牛牛 F=800米米 S=4米米 n=4求：求：总W有用

14、W额外W)(32004800) 1 ( :焦解总 FSW)(2000442000)2(焦有用nSGGhW)(120020003200)3(焦有用总额外WWW%5.62625.032002000)4(总有用WW答：（略）FG23思考问题思考问题1、例题中总功、有用功、额外功中哪些功一点都不能、例题中总功、有用功、额外功中哪些功一点都不能省？省？2、哪些功可以省一些？、哪些功可以省一些？3、这、这“省功省功”与前面所说的与前面所说的“使用任何机械都不能省使用任何机械都不能省功功”是否矛盾？为什么？是否矛盾？为什么？（有用功一点不能省，否则达不到目的。）（有用功一点不能省，否则达不到目的。）额外功可

15、以想办法省一些，如减轻动滑轮重力减少动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，而滑轮个数，其额外功可以省一些，有用功不能省，而总功总功=有用功有用功+额外功，这样总功也就可省一些。额外功，这样总功也就可省一些。不矛盾。因为动力对滑轮组做的功，还是等于滑轮不矛盾。因为动力对滑轮组做的功，还是等于滑轮组克服重物的重力和本身重力及摩擦所做的功，仍组克服重物的重力和本身重力及摩擦所做的功，仍然是：总功然是：总功=有用功有用功+额外功。额外功。24知识小结知识小结一、机械的三种功：一、机械的三种功：有用功有用功有利用价值的功。有利用价值的功。总功总功动力

16、对机械所做的功。动力对机械所做的功。额外功额外功对人们无利用价值而又不得不做的功对人们无利用价值而又不得不做的功。额外有用总WWW二、机械效率：二、机械效率：1、定义：有用功与总功的比值。、定义：有用功与总功的比值。额外有用有用总有用公式WWWWW%100:2、公式讨论：、公式讨论：1)(01)(0所以理想情况所以实际存在额外额外WW25GF1、物体重为、物体重为60牛，拉力牛，拉力F向上拉过向上拉过3米。若滑轮米。若滑轮本身重及摩擦不计，所本身重及摩擦不计，所用拉力用拉力F为为牛，拉力牛，拉力F做功做功焦。焦。309026G2、用滑轮组提升、用滑轮组提升=400牛的牛的重物，若不计滑轮重和摩

17、重物，若不计滑轮重和摩擦，则：擦，则：（1）绳子自由端所用力）绳子自由端所用力F= 牛。牛。（2）若拉力做功）若拉力做功800焦，焦，则绳子自由端移动则绳子自由端移动米，米，重物上升重物上升米。米。2004227GF 例：如图，物体重为例：如图，物体重为6060牛，牛，拉力拉力F F向上拉过向上拉过3 3米，米，（1 1）若滑轮本身重及摩擦不计，若滑轮本身重及摩擦不计，所用拉力所用拉力F F为为 牛，拉力牛，拉力F F做做功功 焦。焦。（2 2）若摩擦不计，滑轮本身重若摩擦不计，滑轮本身重1010牛，所用拉力牛，所用拉力F F为为 牛，拉力牛，拉力F F做功做功 焦焦（3 3）在在（2 2）情

18、况下，有用功为情况下，有用功为 焦，额外功为焦，额外功为 焦，机械焦，机械效率为效率为 。309035105901585.7%28知 识 回 顾1、什么叫有用功？额外功？总功？三者有什么关系？W总=W有+W额2、什么叫做机械效率？公式？总有WW29斜面在物理中，这些都叫什么？30探究活动探究活动用如图所示两种方法提升同一重物到相同用如图所示两种方法提升同一重物到相同的高度，拉力的大小与重力的关系如何？的高度，拉力的大小与重力的关系如何？利用斜面可以省力利用斜面可以省力斜面是省力机械斜面是省力机械31思考：工人师傅利用斜面提升物体做功时，哪些做的是有用功？哪些是额外功？哪些是总功？W有用=GhW

19、额外=fsW总=FsW额外= W总-W有用斜面的机械效率怎么计算？32如何测量斜面的机械效率呢？注意：沿斜面方向匀速拉动33F1l1=GhF2l2=Ghl1l2hhF1F2GG在两个不同的在两个不同的光滑光滑斜面上匀速拉小车，使斜面上匀速拉小车，使小车从斜面的底部运动到顶端。小车从斜面的底部运动到顶端。 F1l1 =F2l2要使同一物体升高相同的高度，斜面越长越省力。要使同一物体升高相同的高度，斜面越长越省力。34ABClhGFW1=F1lW2=GhFl=GhFG= hl使用斜面可以省力，而且当斜面长是斜面高使用斜面可以省力，而且当斜面长是斜面高的几倍，所用的推力就是物体重的几分之一。的几倍，

20、所用的推力就是物体重的几分之一。光滑斜面光滑斜面35知识小结：知识小结：1 1、明确斜面的有用功、额外功、总功、明确斜面的有用功、额外功、总功2、机械效率机械效率3、斜面的机械效率与斜面倾斜程度、斜面的机械效率与斜面倾斜程度、表面粗糙程度有关表面粗糙程度有关36ABClhGF1、沿着光滑的斜面用力、沿着光滑的斜面用力F将将重为重为=60牛重物推上斜面，如牛重物推上斜面，如l=4.5米，米，h=1.5米，那么米，那么F=牛。推力做功牛。推力做功焦耳焦耳。2090371、如图，斜面长、如图，斜面长2米，高米，高1米，一重为米，一重为750 牛的物块牛的物块A，在沿斜面向上的拉力，在沿斜面向上的拉力

21、F作用下，以作用下，以0.2米米/秒秒的速度匀速上升，的速度匀速上升，斜面的机械效率为斜面的机械效率为75%，求（求（1）拉力）拉力F的功率，的功率，（2）物块）物块A受到的摩擦力。受到的摩擦力。AF100瓦瓦125牛牛38GABCD4、把同一物体分别沿着光滑、把同一物体分别沿着光滑的斜面从底端匀速拉到顶端，的斜面从底端匀速拉到顶端，所做的功（所做的功（ ）A、沿、沿AB斜面拉时最多斜面拉时最多B、沿、沿AC斜面拉时最多斜面拉时最多C、沿、沿AD斜面拉时最多斜面拉时最多D、沿、沿AB、AC、AD斜面拉时斜面拉时一样多一样多D39如图，用相同时间沿斜面长度不同，高如图，用相同时间沿斜面长度不同，高度相同的光滑斜面，将两个物体由底端度相同的光滑斜面，将两个物体由底端匀速拉到顶端，设拉力分别为匀速拉到顶端，设拉力分别为F1