人教版八年级物理下册【第2课时 测量机械效率】

学习目标能结合实例进一步了解什么是有用功、额外功和总功。理解什么是机械效率，能够设计实验测量斜面、滑轮组、杠杆等简单机械的机械效率，并利用实验探究的数据计算机械效率，知道机械效率总小于1。课前自学准备课标要求1.测滑轮组机械效率时，克服被提升的物重所做的功为______功，作用在绳子末端拉力做的功为____功，计算滑轮组机械效率的公式η==或η=。2.影响滑轮机械效率的因素主要有__________、____________、绳重和摩擦等。对同一滑轮组，提升的物重增大了，其机械效率会_______。3.影响斜面机械效率的因素有_______________、________________两个因素。有用总动滑轮的重提升的物重增大斜面的倾斜程度斜面的粗糙程度课前自学准备预习检测上坡时走S形路线，利用斜面搬重物到车上，这样都可以省力。课堂教学展示情景导入探究简单机械的机械效率知识点一实验测量滑轮组的机械效率实验原理实验器材弹簧测力计、刻度尺、铁架台、滑轮、细线、钩码。竖直向上，缓慢拉动测力计。注意事项课堂教学展示进行新课一、保持动滑轮重一定，改变钩码重力。次数G/Nh/mW有/JF/Ns/mW总/Jη123FF结论：动滑轮重一定，物重越大，机械效率越高。二、保持钩码重力一定，改变动滑轮重。FF次数G/Nh/mW有/JF/Ns/mW总/Jη123结论：物重一定，动滑轮越重，机械效率越低。如何提高机械效率知识点二现代社会是讲求效率的社会，时时、事事、处处都追求高效率，以尽可能少的消耗能源，取得尽可能多的效益。提高机械效率可以充分地发挥机械设备的作用，对节能减排、提高经济效益有重要的意义。那么，怎样提高机械效率呢？怎样提高机械效率提高机械效率的方法减轻机械自重;减小机械间的摩擦(加润滑油);允许情况下增加物重。1．图为测量滑轮组机械效率的实验装置，钩码总重6N。（1）实验时要竖直向上______拉动弹簧测力计，由图可知拉力大小为______N，若钩码上升的高度为8cm,则弹簧测力计向上移动______cm,该滑轮组的机械效率为________。（2）若仅增加钩码的个数，该滑轮组有机械效率将_______。（选填：“增大”、“减小”或“不变”）匀速2.42483.3%增大课堂教学展示随堂演练2．在“测滑轮组机械效率”的实验中，用同一滑轮组进行两次实验，实验数据如下表：

（1）此实验所用滑轮的个数至少是____个，其中动滑轮有_____个。（2）第一次实验测得滑轮组的机械效率为________，第二次实验时滑轮组的机械效率______第一次的机械效率（选填“大于”、“小于”或“等于”）3262.5%大于次数钩码重/N钩码上升高度/cm弹簧测力计示数/N弹簧测力计移动距离/cm12100.8402551.5203.马峰同学想通过实验来探究斜面的机械效率和什么因素有关。他猜想斜面的机械效率可能与斜面的粗糙程度及斜面的倾斜度有关。他设计了如图所示的实验装置，实验中保持木块的拉力与斜面平行，并且匀速拉动木块。

（1）下面是马峰在实验中得到的数据，请你将表中未完成的空格填写完整。次数坡度粗糙度G/N高度h/m拉力F/N斜面长S/m有用功W有/J总功W总/Jη（%）①30°粗糙0.50.200.350.40.10.1471%②30°稍光滑0.50.200.300.40.1

0.12

83.3%

③60°粗糙0.50.280.450.40.140.1878%

（2）根据上表的数据，请你帮马峰同学总结得到的实验结论：

结论1：通过对比实验1和2，在斜面坡度和物重一定时，斜面越粗糙，机械效率越低。结论2：通过对比实验1和3，_____________________________________________________。（3）你认为该实验中较难控制的操作是________________________。

粗糙程度和物重一定时，斜面的坡度越大机械效率越高

保持匀速拉动木块

4.测滑轮组机械效率时，所用实验装置如图所示。

（1）实验中要竖直向上______拉动弹簧测力计。

（2）表中第1次实验数据有错误，改正后计算其机械效率为________

。实验次数物重G/N物体上升高度h/m拉力F/N绳自由端上升距离s/m机械效率120.11.10.2240.12.00.366.7%匀速60.6%

（3）比较两次实验的机械效率可得出结论：_________________________________________。这里用到的研究方法是____（填字母）A.类比法B.控制变量法C.等效替代法

（4）改变图中滑轮组的绕线方法，提起同一重物时，不计摩擦及绳重，滑轮组的机械效率________（填“变大”“变小”或“不变”）。同一组滑轮，提起的物体越重，机械效率越大B不变结论：动滑轮重一定，物重越大，机械效率越高。结论：物重一定，动滑轮越重，机械效率越低。提高机械效率的方法减轻机械自重;减小机械间的摩擦(加润滑油);允许情况下增加物重。课堂教学展示课堂小结1.某实验小组利用如图所示的装置测滑轮组机械效率，记录数据如下表：实验序号钩码重/N钩码上升的高度/N拉力/N绳端移动的距离/m机械效率/%①40.11.80.374.1②60.12.40.3—

（1）实验时，应沿竖直方向______拉动弹簧测力计；

（2）第2次实验中，拉力做的总功是____J，滑轮组做的有用功是____J，滑轮组的机械效率η=________（结果保留一位小数）。

（3）由记录数据分析，两次机械效率不同的主要原因是________________。匀速0.720.683.3%钩码重不同

解析：在探究滑轮组的机械效率时，用弹簧测力计提升重物时应沿竖直方向匀速地拉动物体上升，拉力做的功为总功，对重物做的功为有用功，滑轮组的机械效率η==，所以第二次的总功W总=2.4N×0.3m=0.72J，第二次做的有用功为W有=G物h=6×0.1m=0.6J，机械效率η==≈83.3%，通过两次实验比较可得出，滑轮组所提升的钩码重不同，机械效率不同，钩码越重，机械效率越高。1.从课后习题中选取；2.完成练习册本课时的习题。课后反馈总结布置作业（见教材P88）1.有没有机械效率为100%的机械？为什么？举例说明，通过什么途径可以提高机械效率。

解：没有机械效率为100%的机械。因为使用任何机械做功时，必然要克服机械受到的重力、摩擦等做额外功，即有用功一定小于总功，机械效率一定小于100%。提高机械效率的主要办法是改进机械的结构，如使用滑轮组提升重物时，尽量使用轻质的动滑轮和绳子，尽量减小滑轮和轴间的摩擦，这样可以减小额外功；或者增大重物质量，增大有用功，提高机械效率。课后反馈总结习题解答2.一台起重机将3600N货物提高4m，起重机做的有用功是多少？如果额外功是9600J，总功是多少？机械效率是多少？起重机所做的额外功是由哪些因素引起的？

解：起重机做的有用功是：W有=Gh=3600N×4m=14400J.总功是：W总=W有+W额=14400J+9600J=24000J.机械效率：η===60%.起重机