1、第3节机械效率学习目标1.知道什么是有用功、额外功、总功。2.理解机械效率,会计算机械效率。3.学会测定滑轮组的机械效率。4.了解提高机械效率的方法。自主探究学点一:有用功和额外功探究实验:使用动滑轮能否省功方法点拨:(1)如图甲,用弹簧测力计将钩码匀速提升一定的高度,计算拉力所做的功。(2)如图乙,用弹簧测力计并借助一个动滑轮将同样的钩码匀速提升相同的高度,计算拉力所做的功。提出问题:为了计算拉力做功需要测量哪些量 ,应怎样测量?实验结论:使用动滑轮不省功。自主学习:阅读课本 P85P86 的内容,了解有用功和额外功。归纳总结:1.在完成任务中,必须要做的功叫做 ,
2、用 表示。 2.在完成任务中,不用做但又不得不做的功,叫做 ,用 表示。 3. 与 之和是总共做的功叫做总功,用 表示。 学点二:机械效率提出问题:从功的角度分析比较哪种机械性能好呢 ?情境 1:有用功相同,额外功不同W 有/JW 额/JW 总/J方法 1 600 180 780方法 2 600 90 690情境 2:额外功相同,有用功不同W 有/JW 额/JW 总/J方法 1 600 90 690方
3、法 2 540 90 630情境 3:有用功不同,额外功不同W 有/JW 额/JW 总/JW有W总方法 1 600 180 780 76.9%方法 2 540 90 630 85.7%自主学习:阅读课本 P86 的内容,了解机械效率。归纳总结:1.物理学中,将 跟 的比值叫做机械效率,用符号 表示。 2.机械效率公式: 3.机械效率通常用百分数表示,没有单位,有用功总 总功,所以机械效率总 1。 学点三:探
4、究滑轮组的机械效率思考讨论:测量滑轮组的机械效率需要测量哪些物理量 ,怎样测量?设计实验:用弹簧测力计分别测量钩码的重力 G 和拉力 F,用刻度尺测量钩码上升的高度 h 和弹簧测力计移动的距离 s。使用同一滑轮组,只改变被提升物体的重,测出每次的物重、提升的高度、拉力、绳端移动的距离 s,填入表格,并计算每次的机械效率。次数 物重 G/N 提升高度 h/cm有用功 W 有/J拉力 F/N绳端移动的距离 s/cm总功 W 总/J机械效率 123注意事项:(1)竖直向上匀速拉动弹簧测力计;(2)应在匀速拉动过程中读数。归纳总结:1.同一滑轮组,提起的重物的重力越 ,滑轮组的机械效率越
5、 。 2.= = = ,滑轮组的机械效率与物体被提升的高度 。 有总课堂检测1.李玲同学值日时用水桶将水从一楼提到三楼教室,她做的有用功是( )A.对桶所做的功 B.对水所做的功C.对水和桶所做的功 D.对水、桶和人所做的功2.买茶杯的人,从货架上拿起茶杯;喝茶水的人,从桌面上端起盛茶水的茶杯,就两人克服茶杯重力做的功,下列说法中正确的是( )A.都是有用功 B.都是额外功C.对喝茶的人而言是有用功 D.对买茶杯的人而言是有用功3.关于机
6、械效率,下列说法中正确的是( )A.机械做的功越多,机械效率越高B.机械做的总功越多,机械效率越高C.做的额外功越多,机械效率就越高D.额外功在总功中占的比例越大 ,机械效率就越低4.如图所示的剪刀剪纸的机械效率为 80%,这表示( )A.若作用在剪刀的动力是 1N,则阻力是 0.8NB.若作用在剪刀的阻力是 1N,则动力是 0.8NC.若作用在剪刀的动力做功 1J,则有 0.2J 的功用于剪纸D.若作用在剪刀的动力做功 1J,则有 0.8J 的功用于剪纸5.如图所示,用滑轮组提升重物时,重 800N 的物体在 10s 内匀速上升了 1m。已知拉绳子的力 F 为 50
7、0N,则提升重物的过程中 ( )A.做的有用功是 800JB.拉力 F 的功率是 80WC.绳子自由端被拉下 3mD.滑轮组的机械效率是 60%6.如图所示,有一斜面长为 L、高为 h,现用力 F 沿斜面把重为 G 的物体从底端匀速拉到顶端。已知物体受到斜面的摩擦力为 Ff,则下列关于斜面机械效率 的表达式正确的是( )A.= B.= (-)C.= D.=(+) +7.小明用同一滑轮组分别将甲、乙两组钩码提升相同的高度,如图所示。他两次提升钩码所用的拉力分别为 F 甲 和 F 乙 ,则 F 甲 F 乙 ;所做的有用功分别为 W 甲 和 W 乙
8、 ,机械效率分别为 甲 和 乙 ,则 W 甲 W 乙 , 甲 乙 。( 均选填“>” “=”或“<” ) 8.如图所示装置,绳重及摩擦不计。装卸工人将重为 800N 的货物提至高处,人对绳的拉力 F1 为 500N,货物在 1min 内匀速上升了 5m。(1)请在图上画出绳子的绕法;(2)求滑轮组的机械效率;(3)如果重物是 600N,要把重物提升 5m,求拉力做的功。参考答案自主探究学点一:有用功和额外功1.有用功 W 有2.额外功 W 额3.有用功 额外功 W 总学点二:机械效率1.有用功 总功 2.=有总3.小于 小于学
9、点三:探究滑轮组的机械效率1.大 高2. 无关 课堂检测1.B 解析:将水桶从一楼提到三楼的目的是将水提上去,而水桶是为了装水 ,虽然没有用但是必须要做的,故对水所做的功为有用功,对水桶和人所做的功为额外功,对水、桶和人做的功为总功。2.D 解析:喝茶的人目的是茶水,因此对茶水做的功是有用功,对茶杯做的是额外功;买茶杯的人目的是茶杯,对茶杯做的功是有用功。3.D 解析:机械效率与做功的多少无关,机械效率等于有用功与总功的比值,有用功在总功中占的比例越大,机械效率越高;相反,额外功在总功中占的比例越大,机械效率就越低,故 D项正确。4.D 解析:剪刀可以看作是一个杠杆,根
10、据杠杆的平衡条件 F1l1=F2l2 知,要比较动力或阻力大小,必须知道动力臂和阻力臂,A 、B 两项错误;利用剪刀的目的是剪纸,所以剪纸做的功是有用功,由机械效率为 80%知,如果动力做功 1J,有 0.8J 是用于剪纸,C 项错误,D 项正确。5.A 解析:在提升重物的过程中 W 有 =Gh=800N1m=800J;拉力 F 的功率是 P=100W;绳子自由端被拉下 s=21m=2m;滑轮组的机械效率是5002110= =80%。8001500216.D 解析:斜面机械效率 等于有用功 Gh 与总功之比,总功等于力 F 乘以在力的方向上运动的距离,也等于有用功加上额外功,此题额外功等于 F
11、fL,故 D 项正确。7.答案:< < <解析:甲、乙滑轮组承担物重的绳子股数都是三股 ,提起的重物越重,所需的拉力越大,所以 F 甲 <F 乙 ;假设都使物体上升 h,则 W 甲 =Gh,W 乙 =2Gh,故 W 甲 <W 乙 ;用同一滑轮组提升重物到相同高度,所做的额外功是相等的,由于 W 甲 <W 乙 ,所以 甲 < 乙 。8.答案:(1)绕法如图所示。(2)滑轮组的机械效率: = =80%。有总 =1=800550010(3)动滑轮的重力: G 动 =2F1-G 物 =2500N-800N=200N。拉力 F2= =400N,物 +动2 =600+2002W=F2s=400N52m=4000J。解析:人站在地上拉绳子,绳子末端方向向下 ,一个动滑轮,所以有两股绳子承担物重,绳端固定在定滑轮上;滑轮组的机械效率可由公式 = 直接求出;当重物改变时机械效率改有总 =变,故不能利用第(2)问的机械效率求解,这里是学生常出错的地方 ,一定要找到变化中不变的量,动滑轮的重力始终没有变,先求出 G 动 =2F1-G 物 =2500N-800N=200N,F2=400N,再求出拉力做的功,W=F 2s=400N52m=4000J。物 +动2 =600+2002