八年级物理下册第九章五探究使用机械是否省功省公开课一等奖新课获奖课件

五探究——使用机械是否省功1/37体验使用动滑轮提升钩码

活动:把重为G钩码提升一定高度h。活动1:用弹簧测力计将钩码提升一定高度h,记下弹簧测力计示数G。活动2:用动滑轮将钩码提升相同高度h,记下弹簧测力计示数F。2/37(1)活动中,我们做功目标是

。(2)计算拉力做功。①活动1中,拉力做功是

;②活动2中,拉力做功是

,比直接用弹簧测力计提升钩码做功

。提醒：(1)将钩码提升一定高度(2)①W=Gh②W=F·2h多3/371.使用机械能够省功吗?2.什么是有用功、额外功、总功?它们之间有什么关系?3.什么是机械效率?计算公式是什么?4/37探究1使用机械是否省功

结合“体验”中活动,思索以下问题:1.在活动中,为何使用动滑轮提升钩码做功大于直接提升钩码做功?提醒：用动滑轮提升钩码时,除了对钩码做功,还需要克服动滑轮重力和滑轮之间摩擦做功,而用弹簧测力计直接提升钩码时,只对钩码做功,故小于使用动滑轮提升钩码做功。参考答案：克服动滑轮重和绳重、绳与滑轮之间摩擦,多做了一部分功。5/372.综合以上分析,可得出什么结论?参考答案：使用任何机械都不能省功。6/37探究2机械效率

结合体验和探究1,思索以下问题:1.分析有用功、额外功和总功:(1)对提升钩码做功是对我们

要做,这部分功叫做

,用W有用表示,且W有用=

。(2)在用动滑轮提升钩码时,还需要克服摩擦、绳重、动滑轮重做一部分功,这部分功叫做

,用W额外表示。(3)总功W总=

+

,即使用机械做功时,拉力做功,用公式表示W总=

。7/37提醒：使用动滑轮时,必须要做功是提升物体所做功,即有用功W有用=Gh;假如摩擦忽略不计,则克服动滑轮重和绳重做功是不得不做功,即额外功W额外=(G动滑轮+G绳)h;使用机械做功为总功W总=Fs。参考答案：(1)有用,必须有用功Gh(2)额外功(3)W有用W额外F·s8/372.在物理学中,机械效率是指

,用公式

表示。提醒：在所做有用功一定情况下，人们希望额外功越少越好，即额外功在总功中所占百分比越少越好，将有用功跟总功比值叫做机械效率，用公式表示。参考答案：有用功跟总功比值9/373.机械效率能够大于或等于1吗?为何?提醒：使用任何机械都不可防止地要做额外功,其有用功总会小于总功,依据机械效率公式可知,机械效率总是小于1。参考答案：不能够用任何机械都不可防止做额外功,其有用功总会小于总功,即机械效率η总是小于1。10/37一、功原理使用任何机械都不能_____。二、机械效率1.有用功、额外功和总功(1)有用功(W有用)对物体所做_______功。省功有用11/37(2)额外功(W额外)不可防止地对___________________做功。(3)总功(W总)_______________总和。即W总=_________。机械本身和克服摩擦有用功与额外功W有用+W额外12/372.定义：_______跟_____比值，即η=。3.规律：有用功总是_____总功，所以η总是小于__。有用功总功小于113/37【拓展延伸】三种机械效率计算杠杆滑轮或滑轮组斜面提升重物水平匀速拉物体其中G为提升重物重力，h为重物升高高度；F为动力，s为动力作用点移动距离不计绳重及摩擦，其中G为重物重力，h为重物升高高度；F为动力，s为绳子自由端移动距离，n为负担物重绳子段数其中f为物体与水平面摩擦力，F为拉力。s物为物体移动距离，s绳为绳子自由端移动距离，n为负担拉力绳子段数其中G为物重，h为斜面高度，L为斜面长度，F为拉力，f为摩擦力

14/37考点机械效率计算

【典例】(·扬州中考)工人用如图所表示装置将重物提升5m,已知物重为800N,人对绳拉力为500N。求此过程中:15/37(1)做总功。(2)做有用功。(3)滑轮组机械效率。【思绪导引】16/37【精讲精析】本题考查机械效率计算。(1)由题图可知,物重和动滑轮重由2段绳子负担,故s=2h=2×5m=10m,则W总=Fs=500N×10m=5000J;(2)提升重物做有用功W有用=Gh=800N×5m=4000J;(3)滑轮组机械效率答案：(1)5000J(2)4000J(3)80%17/37【方法归纳】滑轮组机械效率计算(1)竖直匀速提升物体时:18/37(1)竖直匀速提升物体时:①有用功：W有用=Gh。②总功：W总=Fs=F·nh。③机械效率：19/37(2)匀速水平拉动物体时:①有用功:有用功在数值上等于摩擦力与物体移动距离乘积,即W有用=fs物。②总功:拉力F所做功,即W总=Fs绳=F·ns物。③机械效率：(f为摩擦力)。20/371.(·湘西中考)学校旗杆顶端装有一个定滑轮,在升旗仪式中()A.该滑轮能够省力B.该滑轮能够省功C.该滑轮能够改变力方向D.做功都是有用功21/37【解析】选C。本题考查滑轮和功原理。定滑轮不省力,但能改变力方向,故A错、C正确;依据功原理可知,使用任何机械都不省功,故B错;在升旗过程中,对旗做功是有用功,对绳子及克服摩擦所做功是额外功,故D错。故本题选C。22/372.玲玲同学用水桶从水井中提水做清洁,她在把水从井底提上来过程中,以下关于做功说法中正确是()A.对桶所做功是有用功B.对水所做功是额外功C.对水所做功是有用功D.对水所做功是总功23/37【解析】选C。本题考查对有用功、额外功、总功判断。有用功是我们要到达目标所必须要做功。要判断什么是有用功,要首先判断使用机械目标是什么。此题目是用水桶从水井中提水,所以克服水重力做功是有用功,对桶所做功为额外功,提水桶力所做功为总功。故选C。24/373.简单机械机械效率高是指()A.有用功多B.额外功少C.总功多D.有用功占总功百分比高【解析】选D。本题考查对机械效率了解。机械效率是有用功跟总功比值,所以机械效率越高,说明有用功占总功百分比越高。25/374.(·济宁中考)小明同学用如图所表示装置测动滑轮机械效率,当弹簧测力计竖直上拉,匀速提升一个钩码时,弹簧测力计示数恰好等于钩码重,动滑轮机械效率为

。26/37【解析】本题考查滑轮机械效率计算。弹簧测力计示数正好等于钩码重，故F=G。弹簧测力计上升距离s=2h。故用动滑轮提升钩码时，答案：50%27/375.(·南充中考)如图所表示,在测量滑轮组机械效率实验装置中,动滑轮重0.6N,物重2.4N,不计绳重和各处摩擦,当物体匀速提升时,绳自由端在竖直方向上拉力F为

,此过程滑轮组机械效率为

。28/37【解析】本题考查滑轮组机械效率。由题图可知，此滑轮组负担物重绳子股数为n=3。则绳自由端在竖直方向上拉力为F=(G+G动)=×(2.4N+0.6N)=1N；此滑轮组机械效率为答案：1N80%29/376.如图所表示,用平行于斜面、大小为1.25N拉力F,将重为1.8N物体从斜面底端匀速拉至顶端,则有用功是

J,机械效率是

。30/37【解析】本题考查了机械效率计算。克服物体重力所做功为有用功：W有=Gh=1.8N×0.2m=0.36J拉力F所做功为总功：W总=Fs=1.25N×0.4m=0.5J机械效率：答案：0.3672%31/377.小明利用如图所表示滑轮组提升重900N物体,所用拉力是500N,物体在10s内匀速上升1m。(1)在此过程中,拉力做功为多少?(2)拉力功率为多大?(3)该滑轮组机械效率是多少?32/37【解析】本题考查功、功率、机械效率综累计算。(1)绳子自由端移动距离:s=3h=3×1m=3m,人拉绳子做总功:W总=Fs=500N×3m=1500J;(2)拉力功率:33/37(3)提升物体做有用功：W有=Gh=900N×1m=900J；滑轮组机械效率：答案：(1)1500J(2)150W(3)60%34/37