第3節(jié)機械效率學習目標1.知道什么是有用功、額外功、總功。2.理解機械效率,會計算機械效率。3.學會測定滑輪組的機械效率。4.了解提高機械效率的方法。自主探究學點一:有用功和額外功探究實驗:使用動滑輪能否省功方法點撥:(1)如圖甲,用彈簧測力計將鉤碼勻速提升一定的高度,計算拉力所做的功。(2)如圖乙,用彈簧測力計并借助一個動滑輪將同樣的鉤碼勻速提升相同的高度,計算拉力所做的功。提出問題:為了計算拉力做功需要測量哪些量,應怎樣測量?實驗結(jié)論:使用動滑輪不省功。自主學習:閱讀課本P85~P86的內(nèi)容,了解有用功和額外功。歸納總結(jié):1.在完成任務中,必須要做的功叫做,用表示。

2.在完成任務中,不用做但又不得不做的功,叫做,用表示。

3.與之和是總共做的功叫做總功,用表示。

學點二:機械效率提出問題:從功的角度分析比較哪種機械性能好呢?情境1:有用功相同,額外功不同W有/JW額/JW總/J方法1600180780方法260090690情境2:額外功相同,有用功不同W有/JW額/JW總/J方法160090690方法254090630情境3:有用功不同,額外功不同W有/JW額/JW總/JW方法160018078076.9%方法25409063085.7%自主學習:閱讀課本P86的內(nèi)容,了解機械效率。歸納總結(jié):1.物理學中,將跟的比值叫做機械效率,用符號表示。

2.機械效率公式:

3.機械效率通常用百分數(shù)表示,沒有單位,有用功總總功,所以機械效率總1。

學點三:探究滑輪組的機械效率思考討論:測量滑輪組的機械效率需要測量哪些物理量,怎樣測量?設計實驗:用彈簧測力計分別測量鉤碼的重力G和拉力F,用刻度尺測量鉤碼上升的高度h和彈簧測力計移動的距離s。使用同一滑輪組,只改變被提升物體的重,測出每次的物重、提升的高度、拉力、繩端移動的距離s,填入表格,并計算每次的機械效率。次數(shù)物重G/N提升高度h/cm有用功W有/J拉力F/N繩端移動的距離s/cm總功W總/J機械效率η123注意事項:(1)豎直向上勻速拉動彈簧測力計;(2)應在勻速拉動過程中讀數(shù)。歸納總結(jié):1.同一滑輪組,提起的重物的重力越,滑輪組的機械效率越。

2.η=W有W總==,滑輪組的機械效率與物體被提升的高度課堂檢測1.李玲同學值日時用水桶將水從一樓提到三樓教室,她做的有用功是()A.對桶所做的功 B.對水所做的功C.對水和桶所做的功 D.對水、桶和人所做的功2.買茶杯的人,從貨架上拿起茶杯;喝茶水的人,從桌面上端起盛茶水的茶杯,就兩人克服茶杯重力做的功,下列說法中正確的是()A.都是有用功 B.都是額外功C.對喝茶的人而言是有用功 D.對買茶杯的人而言是有用功3.關于機械效率,下列說法中正確的是()A.機械做的功越多,機械效率越高B.機械做的總功越多,機械效率越高C.做的額外功越多,機械效率就越高D.額外功在總功中占的比例越大,機械效率就越低4.如圖所示的剪刀剪紙的機械效率為80%,這表示()A.若作用在剪刀的動力是1N,則阻力是0.8NB.若作用在剪刀的阻力是1N,則動力是0.8NC.若作用在剪刀的動力做功1J,則有0.2J的功用于剪紙D.若作用在剪刀的動力做功1J,則有0.8J的功用于剪紙5.如圖所示,用滑輪組提升重物時,重800N的物體在10s內(nèi)勻速上升了1m。已知拉繩子的力F為500N,則提升重物的過程中()A.做的有用功是800J B.拉力F的功率是80WC.繩子自由端被拉下3m D.滑輪組的機械效率是60%6.如圖所示,有一斜面長為L、高為h,現(xiàn)用力F沿斜面把重為G的物體從底端勻速拉到頂端。已知物體受到斜面的摩擦力為Ff,則下列關于斜面機械效率η的表達式正確的是()A.η=GhFfL C.η=Gh(F+F7.小明用同一滑輪組分別將甲、乙兩組鉤碼提升相同的高度,如圖所示。他兩次提升鉤碼所用的拉力分別為F甲和F乙,則F甲F乙;所做的有用功分別為W甲和W乙,機械效率分別為η甲和η乙,則W甲W乙,η甲η乙。(均選填“>”“=”或“<”)

8.如圖所示裝置,繩重及摩擦不計。裝卸工人將重為800N的貨物提至高處,人對繩的拉力F1為500N,貨物在1min內(nèi)勻速上升了5m。(1)請在圖上畫出繩子的繞法;(2)求滑輪組的機械效率;(3)如果重物是600N,要把重物提升5m,求拉力做的功。參考答案自主探究學點一:有用功和額外功1.有用功W有2.額外功W額3.有用功額外功W總學點二:機械效率1.有用功總功η2.η=W3.小于小于學點三:探究滑輪組的機械效率1.大高2.GhFs課堂檢測1.B解析:將水桶從一樓提到三樓的目的是將水提上去,而水桶是為了裝水,雖然沒有用但是必須要做的,故對水所做的功為有用功,對水桶和人所做的功為額外功,對水、桶和人做的功為總功。2.D解析:喝茶的人目的是茶水,因此對茶水做的功是有用功,對茶杯做的是額外功;買茶杯的人目的是茶杯,對茶杯做的功是有用功。3.D解析:機械效率與做功的多少無關,機械效率等于有用功與總功的比值,有用功在總功中占的比例越大,機械效率越高;相反,額外功在總功中占的比例越大,機械效率就越低,故D項正確。4.D解析:剪刀可以看作是一個杠桿,根據(jù)杠桿的平衡條件F1l1=F2l2知,要比較動力或阻力大小,必須知道動力臂和阻力臂,A、B兩項錯誤;利用剪刀的目的是剪紙,所以剪紙做的功是有用功,由機械效率為80%知,如果動力做功1J,有0.8J是用于剪紙,C項錯誤,D項正確。5.A解析:在提升重物的過程中W有=Gh=800N×1m=800J;拉力F的功率是P=500N×2×1m10s=100W;繩子自由端被拉下s=2×1m=2m;滑輪組的機械效率是η=800N×1m500N×2×1m6.D解析:斜面機械效率η等于有用功Gh與總功之比,總功等于力F乘以在力的方向上運動的距離,也等于有用功加上額外功,此題額外功等于FfL,故D項正確。7.答案:<<<解析:甲、乙滑輪組承擔物重的繩子股數(shù)都是三股,提起的重物越重,所需的拉力越大,所以F甲<F乙;假設都使物體上升h,則W甲=Gh,W乙=2Gh,故W甲<W乙;用同一滑輪組提升重物到相同高度,所做的額外功是相等的,由于W甲<W乙,所以η甲<η乙。8.答案:(1)繞法如圖所示。(2)滑輪組的機械效率:η=W有W(3)動滑輪的重力:G動=2F1-G物=2×500N-800N=200N。拉力F2=G物+W=F2s=400N×5×2m=4000J。解析:人站在地上拉繩子,繩子末端方向向下,一個動滑輪,所以有兩股繩子承擔物