9.5探究使用机械是否省功 课件 物理北师大版八年级下册

第九章机械和功探究使用机械是否省功第五节1了解有用功、额外功和总功的定义。2了解机械效率的概念。3能够利用机械效率的公式进行简单的计算。思考与交流你对生活生产中的“效率“是如何理解的？学习的效率工作的效率思考与交流使用机械做功有没有效率呢？知识回顾1.做功的两个必要因素：一是作用在物体上的____；二是物体在力的方向上移动了______。2.功的计算公式：W＝____，克服重力做功时，可写作：W＝____。3.一钩码质量为50g，将其匀速提高0.4m，对钩码做的功是多少J？若沿长为1m、高为0.4m的斜面用0.3N的拉力，将其拉到斜面顶端，拉力F做的功的多少J？(g=10N/kg)距离力FsGh(1)G＝mg=50×10-3kg×10N/kg=0.5NW=Gh=0.5N×0.4m=0.2J(2)W′=Fs=0.3N×1m=0.3J答：对钩码做的功的0.2J;拉力F做的功是0.3J。一、实验：探究使用动滑轮是否省功1.实验步骤①如图甲所示，用弹簧测力计将钩码缓慢的提升一定的高度，计算拉力所做的功W1。②如图乙所示，用弹簧测力计通过一个动滑轮，使重物匀速上升同样的高度，计算弹簧测力计的拉力所做的功W2。③改变上升的高度，重复几次实验，并将数据填入表中。次数123力F/N

重物移动的距离h/m

力F做的功W1/J

力F'/N

绳子自由端移动的距离s/m

力F'做的功W2/J

2.分析与论证从表中记录的实验数据可以看出，使用机械做的功比不用机械做的功多。这是因为在使用动滑轮提升物体时拉力不但对物体做功，也要对动滑轮做功，同时还要克服绳重及动滑轮上的摩擦做功，因此W2>W1。3.实验结论：大量实验证明，

，且使用任何机械都不能省功。使用动滑轮不能省功生产和生活中经常使用各种机械，在使用机械时，下列说法中正确的是(

)A.可以省力，同时也可以省功B.可以省力或省距离，但不能省功C.只有在费力的情况时才能省功D.可以省距离，同时也可以省功学以致用

B二、机械效率(一)有用功和额外功在用动滑轮提升重物时，动滑轮对物体做的功叫作

，提升重物时，不可避免地要对绳子和动滑轮本身做功，还要克服摩擦做功，这部分功叫作

。有用功用符号W有用表示，额外功用W额外表示，总功用W总

表示。W总=

。有用功额外功W有用+W额外思考：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？答案提水桶所做的功是有用功，提水所做的功是额外功。同一个物理过程，由于人们的主观需要不同，做功的类型也不同。如：用桶在井中打水时，克服桶的重力做的功是

，克服水的重力做的功是

；若从井中向外捞水桶，则克服桶的重力做的功是

，克服水的重力做的功是

；两次对水和桶共同做的功都叫

。(均选填“有用功”“额外功”或“总功”)

学以致用

额外功有用功有用功额外功总功

有用功总功小于(3)起重机的机械效率是50%，它表示什么意义？答：使用起重机提升重物时所做的有用功跟总功的比值是50%，也可以说有用功在总功中占的比例是50%，另外的50％是额外功。思考：用滑轮组提升重物时，怎样提高机械效率？答案增大物重、减小动滑轮重、减小摩擦都可以提高机械效率。1.建筑工地上，起重机几分钟内就能把所需的砖送到楼顶，如果人直接用滑轮组来提升则需要几小时。对于这一过程，下列说法正确的是(

)A.起重机的功率大，机械效率高B.起重机的机械效率高，做功慢C.起重机的功率大，机械效率不一定高D.起重机的机械效率高，做功多学以致用

C2.关于一台机械做功，下列说法正确的是(

)A.机械做的额外功越少，机械效率就越高B.机械做的有用功越多，机械效率就越高C.机械做的总功越多，机械效率就越高D.机械做的有用功在总功中所占的比例越大，机械效率就越高D(三)机械效率的计算阅读教材例题的解题过程，完成以下题目，要求书写规范。(2024·扬州)如图所示，工人用动滑轮匀速提升重为400N的窗玻璃，所用的竖直拉力为250N，窗玻璃上升的高度为10m用时50s。求：(1)所做的有用功W有。解：所做的有用功：W有=Gh=400N×10m=4000J(2)工人所用拉力的功率P。

(3)动滑轮的机械效率。

1.如图所示，用20N的拉力使重40N的物体竖直匀速上升1m，下列说法正确的是(

)A.拉力做的有用功是60JB.绳子的移动距离是2mC.拉力做的额外功是20JD.增加物体重力不能增加滑轮组的机械效率C解析拉力做的有用功W有用=Gh=40N×1m=40J，故A错误；由题图知，n=3，绳子移动的距离s=3h=3×1m=3m，故B错误；拉力做的总功W总=Fs=20N×3m=60J，拉力做的额外功W额外=W总-W有用=60J-40J=20J，故C正确；增加物体重力，可以增大有用功，不计摩擦和绳重，额外功不变，有用功与总功的比值增大，滑轮组的机械效率增大，故D错误。2.(2023·苏州期末)下列说法中正确的是(

)A.用同一水桶从井中提水时，提一桶水比提半桶水的机械效率高B.水桶掉到井里，把水桶捞上来时，对桶做的功是额外功C.用动滑轮提升重物时，绳子自由端拉力做的功是有用功D.使用机械过程中，额外功越少，则机械效率就越高A解析额外功等于水桶重力乘以提水高度，水桶重力和提水高度都相等，所以额外功相等；第一次取半桶水，第二次取满桶水，根据W有用=Gh知：第二次所做有用功要多；在额外功相等的情况下，有用功多的机械效率高，所以提一桶水比提半桶水的机械效率高，故A正确；从井里捞桶时，目的是捞桶，所以对桶做的功是有用功，故B错误；用动滑轮提升重物时，绳子自由端拉力做的功是总功，故C错误；机械效率高的机械，说明所做有用功占总功的比值大，额外功所占总功的比值小，不是做的额外功少，故D错误。3.(2024·延安志丹县月考)如图所示，利用滑轮组使物体A以0.2m/s的速度竖直匀速上升，滑轮组中，每个滑轮重2N，弹簧测力计示数始终保持为5N不变，不计弹簧测力计重、绳重和摩擦，则作用在绳端的拉力F为___

N，物体A受到的重力是

N，在10s内拉力作用点移动

m。随着科技的进步，滑轮组的机械效率

(选填“能”或“不能”)达到100%。

5136不能拉力作用点移动的距离为：s=nh=nv物t=3×0.2m/s×10s=6m；使用滑