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1、-如何提高机械效率第1课时 导学案-第 3 页11.3如何提高机械效率第1课时1.复述有用功、额外功、总功的含义,并指出它们之间的关系.2.概述额外功的存在,明白机械效率小于1及没有单位的原因.3.重点:结合实例辨认有用功、额外功和总功,利用机械效率公式=W有W总100%进行相关计算.4.培养将科学技术应用到日常生活和社会实践中的意识和习惯.一、什么是有用功与额外功1.观察课本活动1中的a图,回答以下问题:(1)在利用滑轮组把重物向上提的过程中,对哪些物体做了功?答案对重物、动滑轮(细线)做了功,还有克服了摩擦力做功.(2)有目的且有需要的功是对什么做功?答案重物.(3)不需要但又不得不做的功
2、是什么?答案对动滑轮、细线及克服摩擦力做的功.2.人们需要的、有价值的功,叫做有用功;对人们既无利用价值而又不得不做的功,叫做额外功,有用功加额外功是总共做的功,即动力对机械做的功叫做总功.3.用水桶从井中提水时,对桶做的是额外功,对水做的是有用功;如果不慎把桶掉到井里了,从井中把桶捞上来时,对桶做的是有用功,对水做的是额外功.4.W总=W有用+W额外,由于W额外0,因此总功必定大于有用功.二、什么是机械效率5.(1)使用任何机械都不可避免地要做额外功,而我们希望所做的额外功越少越好,即有用功占总功的比例越大越好,这就是我们所说的机械效率.(2)分析可知有用功跟总功的比值叫机械效率.即=W有用
3、 W总100%(字母表达式),变形公式W有用=W总,其中表示机械效率.6.你认为机械效率有单位吗?为什么?答案没有;机械效率是有用功和总功的比值,它只是一个百分数.7.有没有效率等于100%的机械?为什么?答案没有;使用任何机械都要做一部分额外功,有用功不可能等于总功,且由于有用功总是小于总功,机械效率总是小于1.8.一台起重机将重3600 N的货物提高4 m.如果所做的额外功是9600 J,则起重机做的有用功是多少?总功是多少?机械效率是多少?解:W有=Gh=3600 N4 m=14400 JW总=W有+W额=14400 J+9600 J=24000 J=W有用 W总100%=14400J2
4、4000J100%=60%.1.填写下表中各种机械做额外功的原因.(不计绳重)提起重物时所用的机械产生额外功的原因杠杆杠杆重力、摩擦力定滑轮摩擦力动滑轮动滑轮重力、摩擦力滑轮组动滑轮重力、摩擦力2.用如图所示的滑轮组提升重为600 N的重物,动滑轮重20 N,则拉力要多大?(摩擦及绳的重力不计)要使重物上升2 m,绳子自由端需拉过几米?拉力所做的功是多少焦?提升重物所做的功是多少焦?提升动滑轮所做的功是多少焦?解:F=600N+20N2=310 Ns=2h=22 m=4 mW=Fs=310 N4 m=1240 JW=Gh=600 N2 m=1200 JW额=G动h=20 N2 m=40 J.上
5、题中进一步分析:有用功是克服物体的重力所做的功;额外功是克服动滑轮的重力所做的功;总功是拉力对滑轮组所做的功.3.现在地震时有发生,于是人们开始重视加固维修房屋,工地上常常可以看到如图所示的场景.假如该工人通过滑轮把50 kg的水泥缓缓提升4 m到房顶,所用拉力约300 N.该机械的效率约为83.3%.4.云南省遭遇了百年不见的特大旱灾,某村响应政府号召积极打井抗旱救灾.他们准备用抽水机在一口打好的井中,将井下10 m深的水抽到地面.若抽水机每小时抽水7.2105 kg,机械效率为50%.则:(g=10 N/kg)(1)抽水机所做的有用功是多少? (2)抽水机所做的总功是多少?解:W有用=Gh=mgh=7.2105 kg10 N/kg10 m=7.2107 JW总=W有=7.2107 J50%=1.44108 J.5.根据有用功、额外功和总功的关系以及机械效率,小组内交流讨论写出使用滑轮组提升重物时这三种功的计算方法.解:有用功:(1)W有=Gh;(2)W有=W总-W额;(3)W有=W总额外功:(1)W额=Gh(G为机械动滑轮重力或额外阻力);W额=W总-W有;W额=W总(1-)总功:(1)W总=Fs;(2)W总=W有+W额;(3)W总= W有用.见导学测评P3