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1、要把这个物体运到高处，有哪些方法？要把这个物体运到高处，有哪些方法？用手直接把物体提上去用手直接把物体提上去用杠杆把物体提上去用杠杆把物体提上去用动滑轮或滑轮组用动滑轮或滑轮组h问题与思考使用简单机械可以省力.可以省距离.可以改变力的方向.能省功吗?F=(G物物+G动动)1n1nF=G物物（不计摩擦、绳重）（不计摩擦、绳重）（不计摩擦、绳重和动滑轮重）（不计摩擦、绳重和动滑轮重） s s=nh=nhShF.f2 2、s s= =ns物物ss物物1nF= f（不计绳子与滑轮的摩擦）不计绳子与滑轮的摩擦）1、2、3、1、探究探究使用机械是否省功使用机械是否省功第九章机械和功第五节学习目标学习目标
2、1. 1. 知道使用任何机械都不省功。知道使用任何机械都不省功。2. 2. 知道有用功、总功、额外功及它们之知道有用功、总功、额外功及它们之间的关系；理解机械效率的概念。间的关系；理解机械效率的概念。3.3.知道机械效率的计算公式，会根据公知道机械效率的计算公式，会根据公式进行计算。式进行计算。4. 4. 知道实际的机械效率不可能是知道实际的机械效率不可能是100100。自学指导自学指导1 1认真阅读课本认真阅读课本P112，看演示实验后回答，看演示实验后回答下列问题：下列问题：1. W2_W12. 使用机械是否省功？使用机械是否省功？G/Nh/mW直直/JF/Ns/mW机机/J20.10.2
3、1.20.20.24结论：使用动滑轮比直接提升物体不省功。结论：使用动滑轮比直接提升物体不省功。推论：使用任何机械不省功。推论：使用任何机械不省功。 实实 验验1 1.1.用手直接提升物体做功。用手直接提升物体做功。2.2.使用机械提升使用机械提升物体做功。这两个功相同吗？物体做功。这两个功相同吗？提出问题：提出问题：观察图片，交流思考。观察图片，交流思考。理想状态下（理想状态下（忽略滑轮自重和忽略滑轮自重和绳子与滑轮之间的摩擦绳子与滑轮之间的摩擦）：）： 利用滑轮提升砝码，使用滑利用滑轮提升砝码，使用滑轮所做的功轮所做的功W2=Fs（焦）和直（焦）和直接用手所做的功接用手所做的功W1=Gh（
4、焦）（焦）相等。相等。W2= W1总结实验结论总结实验结论实验记录数值和实验结论。实验记录数值和实验结论。 力力 /N 距离距离 /m 功功 /J第一次第一次F = G =h =W1 =第二次第二次F/=S =W2 =比较比较W1和和W2的大小关系。你能得到什么结论？的大小关系。你能得到什么结论？0.2 20.10.2W2_W1W1 =Fh =G hW2 = F/ s实际中：实际中： GhFSW1= = =W2因为因为S= 2hFG 21所以所以 W2 W1用力用力F直接直接将物体匀速提升将物体匀速提升h m m，F对物体做功对物体做功 WGhF人利用杠杆将物体匀速提升人利用杠杆将物体匀速提升
5、h ,拉力拉力 F F 做的功做的功 hGhGsFW=33动力臂为阻力动力臂为阻力臂的三倍臂的三倍 WW=实验2使用任何机械都不能省功使用任何机械都不能省功大量实验证明：-功的原理：W机械机械 W手手 不省功的原因是什么？不省功的原因是什么？ 因省力的机械必费距离，省距离因省力的机械必费距离，省距离的机械一定费力，而的机械一定费力，而功功=力力距离距离，所以不能省功所以不能省功 不用机械用机械WW讨论：使用任何机械都不省功，讨论：使用任何机械都不省功，为什么人们还要使用机械？为什么人们还要使用机械？有时是为了省力；有时是为了省力；有时为了省距离；有时为了省距离；有时为了改变力的方向，有时为了改
6、变力的方向， 用起来方便。用起来方便。自学指导自学指导2 2认真阅读课本认真阅读课本P113，3分钟后回答下列分钟后回答下列问题：问题：1.什么叫有用功、总功和额外功。什么叫有用功、总功和额外功。2. 什么叫机械效率？计算公式是什么？什么叫机械效率？计算公式是什么？有用功有用功 ：使用机械时对人们有用的功：使用机械时对人们有用的功有用W额外功额外功 ：人们不需要但又不：人们不需要但又不 得不做的功得不做的功额W总功总功 ：有用功与额外功的总和，即：有用功与额外功的总和，即 W总总=W有有+W额额总W有用功、额外功、总功有用功、额外功、总功重点：概念重点：概念G/Nh/mW直直/JF/Ns/mW
7、机机/J20.10.21.20.20.243.3.额外功：由于机械自重和摩擦等因素影响，额外功：由于机械自重和摩擦等因素影响， 而不得不做的功（无用付出）。而不得不做的功（无用付出）。1.有用功：直接对物体所做的功（工作有用功：直接对物体所做的功（工作目的）。目的）。2.总功：利用机械所做的功（实际付出）。总功：利用机械所做的功（实际付出）。 机机 械械 效效 率率1.定义：有用功与总功的比值叫机械效率定义：有用功与总功的比值叫机械效率.总有WW=2.表达式表达式: 没有！因为有用功总小于总功，所以没有！因为有用功总小于总功，所以机械效率总小于机械效率总小于1 分组讨论：分组讨论： 有没有机械
8、效率为有没有机械效率为100%100%的机械？为什么？的机械？为什么？ 在使用机械工作时，有用功在总功中所占在使用机械工作时，有用功在总功中所占份额越多越好。它反映了机械的一种性能，物份额越多越好。它反映了机械的一种性能，物理学中表示为机械效率。理学中表示为机械效率。重点重点【机械效率机械效率】1定义：有用功跟总功的比值。定义：有用功跟总功的比值。2公式：公式：WW = =有有总总3用百分数表示。总小于用百分数表示。总小于1。明确：理想情况下明确：理想情况下=1 实际情况下实际情况下1把物体向上把物体向上提起时：提起时：总有WW=G hF S总有WW= W 有有W 有有W 额额1关于机械效率的
9、说法中正确的是关于机械效率的说法中正确的是 （ ） A越省力的机械，效率越高越省力的机械，效率越高 B做有用功越多的机械，效率越高做有用功越多的机械，效率越高 C做相同的功，额外功的值越小，效率越高做相同的功，额外功的值越小，效率越高 D做功越快的机械，效率越高做功越快的机械，效率越高C 课堂练习课堂练习例题例题1：用用60 牛牛的拉力提起重为的拉力提起重为100牛牛的重物，使重物提高的重物，使重物提高2米米。求：有用功？做功？求：有用功？做功？ 机械效率？机械效率？W有有=Gh=100N2m=200JW总总=FS=60N4m=240J解解: h=2m S=2h=22m=4m总有WW=240J
10、200J=83.3例例2：用一动滑轮将重用一动滑轮将重200N的砂子提到的砂子提到9m高的脚手架上，所用力是高的脚手架上，所用力是120N，求有，求有用功、总功、机械效率各是多少？用功、总功、机械效率各是多少？J1800m9N200=hGW有%3 .83J2160J1800J2160m18N120=总有总WWsFW解解: h=9m S=2h=29m=18mF F2 2小结小结有用功有用功 ：使用机械时对人们有用的功：使用机械时对人们有用的功有用W额外功额外功 ：人们不需要但又不：人们不需要但又不 得不做的功得不做的功额W总功总功 ：有用功与额外功的总和。：有用功与额外功的总和。 W总总=W有有
11、+W额额总W有用功与总功的比值叫机械效率有用功与总功的比值叫机械效率.总有WW=G hF S=1 1 、用一用一定定滑轮将重滑轮将重100N100N的物体提到的物体提到9m9m高处，高处，所用力是所用力是120N120N，求有用，求有用功、总功、额外功、机功、总功、额外功、机械效率各是多少？械效率各是多少？图(a)F900N960N83.3160N当堂训练当堂训练 2.如图所示，建筑工地上，如图所示，建筑工地上，工人用一个工人用一个动动滑轮将重滑轮将重720N的重物的重物 ，工人所用拉，工人所用拉力为力为450N.求：该动滑轮的机械效率求：该动滑轮的机械效率801.用如图所示的滑轮组将重用如图
12、所示的滑轮组将重50N的重物在的重物在2s内提升内提升0.5m，若动力，若动力做的额外功是做的额外功是5J， 求：（求：（1）滑轮组的机械效率。）滑轮组的机械效率。（2）动力做功的功率。）动力做功的功率。GF图1283.315w3第二课时第二课时机械效率有用功有用功 ：使用机械时对人们有用的功：使用机械时对人们有用的功有用W额外功额外功 ：人们不需要但又不：人们不需要但又不 得不做的功得不做的功额W总功总功 ：有用功与额外功的总和。：有用功与额外功的总和。 即即 W总总=W有有+W额额总W有用功与总功的比值叫机械效率有用功与总功的比值叫机械效率.总有WW=G hF S=你会选哪种方法呢？你会选
13、哪种方法呢？人提沙人提沙子做功子做功(1)对砂子做功对砂子做功 (2)对桶做功对桶做功 (3)克服自重做功克服自重做功(1)对砂子做功对砂子做功 (2)对桶做功对桶做功 (3)对动滑轮做功对动滑轮做功(1)对砂子做功对砂子做功(2)对口袋做功对口袋做功(3)对动滑轮做功对动滑轮做功 对砂子做功对砂子做功 对空桶做功对空桶做功 克服自身重力做功克服自身重力做功对人们没用对人们没用 但但又不得不做的功又不得不做的功对人们有用对人们有用必须做的功必须做的功3m3m3m3m他的目的是：他的目的是： 把沙子运上三楼把沙子运上三楼用用水桶把沙子水桶把沙子运到三楼运到三楼一、有用功和额外功一、有用功和额外功
14、1.有用功（有用功（W W有有）：为了达到工作目的，为了达到工作目的，必须做的功必须做的功2.额外功（额外功（W W额额）：为了达到工作目的，并非我们所为了达到工作目的，并非我们所 需要但又需要但又不得不做的功不得不做的功3.总总 功（功（W W总总）：动力所做的动力所做的所有所有功功即有用功与额外功的即有用功与额外功的总和总和 W W总总 = W= W有有 + W+ W额额 用水桶从井中提水的时候用水桶从井中提水的时候,所做的功哪部分是所做的功哪部分是有用功有用功,哪部分是额外功哪部分是额外功?提水所做的功是;提水桶所做的功是额外功。如果桶掉到井里如果桶掉到井里,从井里捞桶的时候从井里捞桶的
15、时候,捞上的捞上的桶里带了一些水桶里带了一些水,这种情况下哪部分是有用这种情况下哪部分是有用功功,哪部分是额外功哪部分是额外功?提水桶提水桶所做的功是有用功有用功;提水所做的功是额外功额外功。想一想；议一议：W有=G物hW总=FS动力作用点移动力作用点移动的距离动的距离作用在机械上的动力作用在机械上的动力ShW额=G动滑轮h（忽略摩擦（忽略摩擦）滑轮组提升物体时： 在粗糙水平面上匀速移动物体时：在粗糙水平面上匀速移动物体时：W有=fS物W总=FS 克服机械间的摩擦做功是额外功克服机械间的摩擦做功是额外功W W额额= W= W总总 W W有有 sF.fs物物滑轮组水平拉物体时：使用斜面匀速拉物体
16、时：使用斜面匀速拉物体时：W额额=f摩摩LW有=G物hW总=F LhFG G G G GFG G G GFG G G G G G G G G G GhFG G G G GhFGL LhFGLhFGLhFG斜面是一种简单的斜面是一种简单的省力省力机械机械使用斜面匀速拉物体时：使用斜面匀速拉物体时：W额额=f摩摩LW有=G物hW总=F LhFG G G G GFG G G GFG G G G G G G G G G GhFG G G G GhFGL LhFGLhFGLhFG总有WW=FShG物=滑轮组的机械效率滑轮组的机械效率：ShnFG物= s s=nh=nh总有WW=SFSf=物滑轮组的机械效
17、率滑轮组的机械效率：sF.fs物物nFf= s s= =ns物物总有WW=SFSf=物物物nSFSf=nFf=把物体向上把物体向上提起时：提起时：拉着物体水平拉着物体水平移动时：移动时：总有WW=总有WW=G hF Sf s1FSf:摩擦力，摩擦力，S1:水平面上物体移动的距离水平面上物体移动的距离假设斜面很光滑，无摩擦假设斜面很光滑，无摩擦总有 WW=要使物体升高相同的高要使物体升高相同的高度，斜面越长越省力度，斜面越长越省力斜面长是斜面高的几倍，推斜面长是斜面高的几倍，推力就是物重的几分之一力就是物重的几分之一根据功的原理：根据功的原理：F S = G hF = G hs斜面的应用螺旋是也
18、是斜面的一种应用螺旋是也是斜面的一种应用FAB1、如下图所示，物重、如下图所示，物重G=1000N，地面对，地面对物体的摩擦力是物重的物体的摩擦力是物重的0.05倍，拉力倍，拉力20N拉拉着物体水平移动着物体水平移动1米。米。求：求：有用功；总有用功；总功；机械效率功；机械效率50J60J83.3思考与练习1、关于机械效率、关于机械效率,下列说法中正确的是下列说法中正确的是 A做功越多机械效率越高做功越多机械效率越高B实际生产中使用机械比不使用机械做功的效率高实际生产中使用机械比不使用机械做功的效率高C使用机械做功时，如不考虑机械本身重力及所引起的摩使用机械做功时，如不考虑机械本身重力及所引起
19、的摩擦，那么，机械的效率是百分之百擦，那么，机械的效率是百分之百D有用功与总功的比值越大，机械效率越小。有用功与总功的比值越大，机械效率越小。当堂训练当堂训练C2、甲、乙、丙三台机器，它们的机、甲、乙、丙三台机器，它们的机械效率大小是械效率大小是甲甲乙乙丙丙.用它用它们分别把同一物体提高相同高度，们分别把同一物体提高相同高度，下列说法中你认为正确的是下列说法中你认为正确的是( )A.W总甲总甲W总乙总乙W总丙总丙B.W总甲总甲W总乙总乙W总丙总丙C.W总甲总甲=W总乙总乙=W总丙总丙D.无法判断无法判断1 1、例题中总功、有用功、额外功中哪些功一点都不、例题中总功、有用功、额外功中哪些功一点都
20、不 能省？能省？2 2、哪些功可以省一些？、哪些功可以省一些？（有用功一点不能省，否则达不到目的。）（有用功一点不能省，否则达不到目的。） 额外功可以想办法省一些，如减轻动滑轮重额外功可以想办法省一些，如减轻动滑轮重力减少动滑轮个数，其额外功可以省一些，有力减少动滑轮个数，其额外功可以省一些，有用功不能省，而总功用功不能省，而总功= =有用功有用功+ +额外功，这样总额外功，这样总功也就可省一些。功也就可省一些。思考问题：判断：判断：下面说法中是否正确下面说法中是否正确1 1有用功越多，机械效率越高有用功越多，机械效率越高2 2额外功越少，机械效率越高额外功越少，机械效率越高3 3物体做功越慢
21、，机械效率越低物体做功越慢，机械效率越低4 4做总功越多，机械效率越低做总功越多，机械效率越低5 5做相同的有用功，额外功越少，机械效率越高做相同的有用功，额外功越少，机械效率越高6 6做相同的总功时，有用功越多，机械效率越高做相同的总功时，有用功越多，机械效率越高7 7 因为有用功总小于总功，所以机械效率总小于因为有用功总小于总功，所以机械效率总小于1 18 8做的额外功一定时，总功越少，机械效率越高做的额外功一定时，总功越少，机械效率越高9 9有用功在总功中占的比例越大，机械效率越高有用功在总功中占的比例越大，机械效率越高GF图123、如图：物重、如图：物重G=800N, .拉力拉力F=330N. (不计摩擦和绳重）不计摩擦和绳重）（1）机械效率是多少机械效率是多少?求：求：88.9