八年级物理全册 第十章 第五节 机械效率课件 (新版)沪科版.ppt
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1、第五节机 械 效 率,体验 有用功额外功总功 活动:用下列两种方式把2 N的钩码提高1 m。 活动1:如图甲,用弹簧测力计直接提升。 活动2:如图乙,用动滑轮提升钩码。,(1)活动中,我们做功的目的是。 (2)计算活动1和活动2拉力做功的大小: 活动1拉力做的功为J。 活动2拉力做的功为J,比较数据可知,活动拉力做的功较大。 提示:(1)把2 N的钩码提高1 m(2)23.22,1.什么是有用功、额外功和总功? 2.什么是机械效率? 3.怎样计算机械效率? 4.机械效率是一定的吗?,探究 1 什么是机械效率 结合“体验”,思考以下问题: 1.为什么活动2中用动滑轮做的功大于直接提钩码做的功?
2、参考答案:使用机械做功时,尽管它会给我们带来如省力、方便等有利因素,但是,由于机械本身的自重以及摩擦等因素的影响,需要额外多做一些功。,2.结合用动滑轮提钩码事例,分析有用功、总功和额外功。 参考答案:在用动滑轮匀速提升钩码的过程中,克服钩码的重力做的功就是我们需要的功,叫有用功,记作W有;克服滑轮的重力和滑轮转动时摩擦阻力做的功,对我们无用,但又不得不做,叫额外功,记作W额外;拉力(或动力)所做的功,叫总功,记作W总。,3.总功等于有用功与额外功之,即。总功总(选填“大于”或“小于”)有用功。 提示:因为机械的重力和摩擦不能消除,额外功总是存在的,所以总功总大于有用功。 参考答案:和W总=W
3、有+W额外大于,4.在活动2中,拉力做的总功(选填“全部”或“一部分”)用来提升钩码,这部分对钩码做的有用功W有跟总功W总的叫作机械效率。用字母表示,公式为。机械效率(选填“有”或“没有”)单位。,提示:拉力做的一部分功用来克服滑轮的重力、滑轮转动时的摩擦阻力,不能全部用来提升钩码;有用功跟总功的比值是它的机械效率,机械效率越高,有用功占的比值越大。有用功、总功的单位都是J,在计算过程中单位参与计算,恰好约分去掉,所以机械效率只是一个数值,没有单位。 参考答案:一部分比值= 100%没有,5.机械效率能否大于或等于100%?为什么? 提示:从使用机械的实际情况分析。因为任何机械都受到重力,而且
4、机械在运行过程中,总有摩擦,所以总存在额外功,有用功总小于总功,所以机械效率总小于100%。 参考答案:不能。使用任何机械总存在额外功,有用功总小于总功,所以机械效率总小于100%。,探究 2 机械效率总是一定的吗 1.实验原理:。 参考答案:= 100%,2.实验设计:如图所示 (1)按图示组装滑轮组。 (2)用测出钩码的重。 (3)拉动弹簧测力计使钩码上升, 同时用测出钩码上升的和 读出弹簧测力计的示数;换不同的钩码再 测一次,对两次的机械效率进行比较找到 规律。 参考答案:(2)弹簧测力计(3)匀速刻度尺高度,3.实验数据及分析:,分析表中数据可得出: 第一次机械效率为,第二次机械效率为
5、,由两次测量结果可以看出:滑轮组的机械效率与有关。,提示:由测出的数据计算机械效率:第一次机械效率:1 100%= 100%=66.7%;第二次机械效率:2 100%= 100%=88.9%;由两次测量结果可以看出: 滑轮组的机械效率是变化的,物体越重,机械效率越高。 参考答案:66.7% 88.9% 物体重力,4.交流与评估: (1)怎么测出力的作用点经过的距离? 参考答案:对于组装好的滑轮组,用刻度尺测出重物上升的高度h,数出承担物重的绳子的段数n,由s=nh算出拉力的作用点移动的距离s。,(2)实验中为什么要竖直向上匀速拉动弹簧测力计,而不是竖直向下匀速拉动弹簧测力计? 提示:由于弹簧测
6、力计本身的重力作用会使弹簧测力计读数增大,从而增大误差,故采用竖直向上拉弹簧测力计;同时,只有匀速拉动,弹簧测力计所做的功才是使物体升高的拉力所做的功,并且也可以保持弹簧测力计示数的稳定。 参考答案:减小测量误差,保持弹簧测力计的示数稳定。,(3)怎么提高滑轮组的机械效率? 提示:结合实验分析影响机械效率的因素。也可以由公式推 导找到影响机械效率的因素。由 100%= 100%。由公式可知机械效率 主要由物体和动滑轮的重力决定。增加重物的重力或减少动滑 轮的重力,都可以使滑轮组机械效率增加。 参考答案:增加被提升物体的重力、使用较轻的动滑轮、设法 减小绳和轮之间的摩擦。,一、什么是机械效率 1
7、.总功、额外功、有用功: (1)总功:_所做的功。 (2)额外功:对我们_,但又_的功。 (3)有用功:对我们_的功。 (4)三者关系:_。,拉力(或动力),无用的,不得不做,有用,W总=W有+W额外,2.机械效率: (1)定义:_和_的比值。 (2)公式:=_。,有用功,总功,二、机械效率总是一定的吗 1.影响机械效率的主要因素: (1)同一滑轮组,提升物体的重力_,机械效率越高。 (2)不同滑轮组,提升相同重物,动滑轮_,机械效率越大。 2.大小:机械效率永远小于_。,越大,越轻,100%,【拓展延伸】三种机械效率的计算,考点 1 机械效率的计算 【典例1】(2013扬州中考)工人用如图所
8、示的装置将重物提高5 m,已知物重为800 N,人对绳的拉力为500 N。 求此过程中: (1)做的总功。 (2)做的有用功。 (3)滑轮组的机械效率。 【思路导引】解题关键是分析工人用滑轮的目的,分清有用功和总功。,【精讲精析】(1)W总=Fs=50052 J=5 000 J (2)W有=Gh=8005 J=4 000 J (3)= 答案:(1)5 000 J(2)4 000 J(3)80%,【方法归纳】判断有用功和总功,计算机械效率 (1)竖直匀速提升物体: 有用功:W有=Gh。 总功:W总=Fs,,(2)匀速水平拉动物体: W有=fs物,W总=Fs绳,(3)杠杆: W有=Gh(G:物体重
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