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1、-初二物理机械效率学案一-第 5 页初二物理 机械效率学案一姓名_ 班级_ 学号_学习目标：1、能理解为什么使用机械不省功，即理解机械效率。2、能正确找到有用功、额外功、总功。3、会推导出使用滑轮组时机械效率的常用公式。4、理解机械效率与功率的区别。一、自主预习1功的分类：（1）有用功_。（2）额外功_。（3）总功_。（4）三者关系_。2机械效率：（1）定义_。（2）公式：_。二、合作解疑1实验探究：使用机械省功吗？实验：如图1甲所示用弹簧测力计将物体A提升0.2m；如图1乙所示用弹簧测力计并借助一只动滑轮将同样物体A提升0.2m。将实验数据填入实验表格。装置物体A重G/N物体升高的高度h/m
2、对钩码做的功Gh/J拉力F/N拉力通过的距离s/m拉力做的功FS/J甲20.20.420.20.4乙20.20.40.4比较弹簧测力计两次所做的功，一样吗？ 实验后回答：使用机械时，会有_等有利因素，但由于机械本身_，以及_等因素，所以要做更多的功。由实验数据可知:直接提升物体时Gh=FS，使用动滑轮时Gh_FS。探究归纳：使用机械不省_。2. 如何正确认识有用功、额外功和总功的含义及它们之间的关系？解析：有用功可理解为一种“目的”功。当你使用机械时，你的目的是什么，那么这时你对需要达到的目的所做的功就是有用功。例如，你用滑轮组匀速提升重物时，使用机械的目的是将重物提高，那么你对重物所做的功（
3、也就是克服物体的重力做的功）就是有用功，即W有用=Gh；又如用滑轮组拉动重物在水平面上匀速移动时，使用机械的目的是水平移动重物，那么克服物体与水平面间的摩擦力做的功是有用功，即W有用=f S。额外功是指对人们无用但又不得不做的功，也就是克服机械自重、机械自身部件的摩擦以及其它辅助用品（如绳子、装物品的容器等）的重力而做的功，由于机械自重和摩擦总是存在的，因而人做的额外功是不可避免的。总功是人使用机械时做的功W总=FS，结合功定义中的“同一性”原则，既然是人做的功，那么这里的F就是人使用机械时所用的力，S是人的力所通过的距离。当然，这其中既有通过机械对物体做的有用功，又有克服机械自身重力和摩擦等
4、做的额外功，所以有用功、额外功和总功的关系是W总=W有+W额外。另外需要提醒的是，在不同的场合、不同的目的情况下，同样情景下有用功和额外功也可能是不同的，一定要结合具体情况具体分析，不能死记硬背含义。例1：小红用塑料桶从井中打水；小军把不小心掉进井中的塑料桶打捞上来。在这两个情形中水桶中都有水。那么下列分析中正确的是（ ）A、两个情形中，两人对水做的功都是有用功 B、两个情形中，两人对水做的功都是总功C、两个情形中，两人对水做的功都是额外功 D、小红对水做的功是有用功，小军对水做的功是额外功3机械效率的计算。注意：在实际计算中，机械效率通常被表示为一个百分数，没有单位；由于W总_W有，所以W有
5、/W总1，因此机械效率必然_100%如果有人告诉你某机器:大于1或大于100%，那肯定是错误的。机械效率是表示机械做功性能好坏的物理量，机械效率越高，做的有用功占总功的比例就越大，这个机械的性能就越好。例2：用动力臂是阻力臂2倍的杠杆将重400 N的货物抬高10 cm，手向下压杠杆的力是240 N，手下降的高度是_cm，人做的总功是_J，额外功是_J，杠杆的机械效率是_.4滑轮组的机械效率。（1）使用滑轮组竖直方向拉物体时的机械效率使用滑轮组做的总功W总=FS绳； 有用功W有用=Gh； W额外=W总-W有用 S绳= nh故滑轮组的机械效率为：=W有用/W总=_（2）使用滑轮组水平方向匀速拉物体
6、时的机械效率总功W总=FS绳 有用功W有用=F拉S物=f S物 （F拉=f f为物体受到的阻力） S绳= n S物 滑轮组的机械效率为: =W有用/W总=_例3：用一个动滑轮，将200N的物体匀速提升2m，拉力F为120N，此动滑轮的机械效率是多少?例4：如图2所示用滑轮组来匀速拉动一个重为100N的木箱，拉力F为25N，木箱受到的摩擦力为60N，则此滑轮组的机械效率为多少?4比较：机械效率与功率是两个完全不同的概念这两个物理量是从不同方面反映机械性能的。它们之间没有必然的联系。功率大表示机械做功_；机械效率高表示机械对总功的利用率_。 功率大的机械不一定机械效率高，例如内燃机车功率可以达到几
7、千千瓦，但效率只有30%40%，反之，机械效率高的机械功率不一定大。例如，安装在儿童玩具汽车车里的电动机效率可达80%，但功率却只有几瓦特。例5：下列说法中正确的是（ ）A机械效率越高，机械做功一定越快 B做功越多的机械，机械效率一定越高 C功率越大的机械做的功一定越多 D做功越快的机械，功率一定越大例6：在建筑工地上，经常可以看到用来吊运货物的吊车。若吊车的机械效率为80%，将重为7000N的货物匀速提升4m,所用的时间是10s，则吊车的功率是多少？三、限时检测1.关于机械效率的说法，正确的是( )A.机械效率越高的机械做的有用功多 B.机械效率越高的机械越省力；C.机械效率越高的机械越省功
8、； D.有用功占总功的比例越大的机械，机械效率越高.2.用水桶从井中提水的时候，所做的功哪部分是有用功，哪部分是额外功?如果桶掉到井里，从井里捞桶的时候，捞上的桶里带了一些水，这种情况下哪部分是有用功，哪部分是额外功?3起重机把质量为0.6 t的重物提升了3 m，而它的电动机所做的功是3.4104 J，起重机的机械效率是多少？4如图3所示滑轮组，被提起的是质量200 g的物体，对绳子自由端的实际拉力是0.8 N，当物体升高0.2 m时，求滑轮组的机械效率5.如图4所求，用一动滑轮拉一物体以0.5m/s的速度在水平面上匀速运动，物体重为20N，受到的摩擦力是物重的0.2倍，水平拉力F为2.5N，
9、则在2s内拉力做的功是 J，滑轮的机械效率是 。（不计滑轮重力）初二物理 机械效率学案一学习目标：1、理解影响机械效率的因素。一、温故知新。1机械效率：（1）定义_。（2）公式：_。2滑轮组的机械效率推导公式：_；_。二、自主预习。1. 如何比较机械效率的高低？ 机械效率由_和_两个因素共同决定，比较机械效率高低时不能只考虑其中一个因素。当总功一定时，机械做的_或_，机械效率就越高；当有用功一定时，机械所做的_或_，机械效率就越高；当额外功一定时，机械所做的_或_，有用功在总功中所占的比例就越大，机械效率就越高。2提高机械效率的方法（1）_；_；（2）_。三、合作解疑1影响滑轮组机械效率的因素
10、。丙实验：按如图1所示的方式组装好滑轮组，并使用滑轮组提起相应的重物，将三次实验数据填写在下表中，比较三次测算的机械效率是否相等。名称拉力F/N弹簧测力计上升的距离s/m总功W总/J钩码重G/N钩码上升高度h/m有用功W有/J机械效率甲0.2460.52乙0.4612丙0.312结论：1同一滑轮组，_越大，机械效率越大，所以滑轮组可以增大_，提高机械效率。2相同载重的情况下，_重力越小，机械效率越高，所以减小滑轮组中_，减小额外功占总功的比例，提高机械效率。3改进机械结构，在滑轮的转轴上加润滑油，以减小_，减小额外功占总功比例，提高机械效率。注意：在“测滑轮组的机械效率”的实验中，要匀速竖直向
11、上拉弹簧测力计且在拉动过程中读数。如果不是匀速地拉，弹簧测力计示数忽大忽小，则W总偏大偏小，且滑轮组对钩码的拉力不等于钩码的重力，则W有偏大偏小，由W有/W总算出的机械效率偏大偏小如果向下拉，弹簧测力计由于弹簧的自重而导致示数F偏小，偏大如果在弹簧测力计静止时读数，由于滑轮和轴之间没有摩擦，则读数F偏小，偏大例1：安阳四中八年级某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如表所示，实验装置如下图2所示物理量123钩码重G(N)446钩码上升高度h(m)0.10.10.1绳端拉力F(N)1.81.42.4绳端移动距离S(m)0.30.50.3机械效率74%(1)通过表中数据可分析出实验1是用_
12、图做的实验，实验2是用_图做的实验，请将表中空白处填上恰当的数据。(2)通过实验1和实验2的数据分析可得出结论：使用不同的滑轮组，提升相同的重物时，动滑轮的个数越多，滑轮组的机械效率_(3)比较实验1和实验3可得正确结论：使用同一滑轮组，_，可以提高滑轮组的机械效率2探究斜面的机械效率。如图3所示，该实验器材有：木板斜面、毛巾、棉布、小车、_和_。(1)研究斜面的机械效率与斜面光滑程度的关系：在实验过程中，应选用三个_相同而_不同的斜面进行实验，只有这样才能得出斜面的机械效率与斜面光滑程度的关系.实验中需要测出的物理量有：小车的重力，斜面的_及斜面的_，小车在三个不同斜面向上_运动时的三个拉力
13、的大小.最后计算出有用功和总功，从而算出不同斜面的机械效率.结论：_.(2)研究斜面的机械效率与斜面倾斜程度的关系：在此实验中，应选用三个_相同而_不同的斜面进行实验，测出不同斜面的_和小车在不同斜面上_运动时的拉力大小.通过计算，最后得结论：_.(3)该实验说明斜面的机械效率与斜面的_和_有关.四、限时检测1、芳芳和兰兰运用如图所示的实验装置测定了滑轮组的机械效率，在全班交流实验结果时，老师提出：如果各组所用滑轮和串绕绳子的方式不变，改变其他因素，是否会影响它的机械效率呢？大家积极思考，提出了各种上猜想，概括起来有如下几种：猜想1：可能与匀速提升的速度大小有关；猜想2：可能与被提升的钩码重有
14、关；猜想3：可能与被提升的速度大小和被提升的钩码重都有关；猜想4；可能与匀速提升的高度有关。物理量控制因素钩码重（N）绳端拉力（N）机械效率大致相同的提升速度104.279.4%156.079.4%探究结果芳芳和兰兰分别根据各自的猜想进行了探究，实验记录如下表。物理量控制因素钩码重（N）绳端拉力（N）机械效率较小提升速度104.279.4%较大提升速度104.279.4%探究结果(1)请帮助兰兰完成表中的一项计算；(2)请根据她俩的实验记录，分别在表中写出探究结果。(3)归纳她俩的实验探究，你所得的结论是： 。2、斜面长1m，搞0.2m；将10N重的物体A从斜面底端匀速拉到斜面顶端，需要用平行于斜面的力2.5N，那么：(1)斜面的机械效率是多少?(2)重物上升过程中克服摩擦做了多少额外功?(3)为了提高该斜面的机械效率，同学们提出了一些建议：A、以较快的速度将重物匀速拉到斜面顶端 B、以较慢的速度将重物匀速拉到斜面顶端C、改用光滑的、板长和高度均不变的斜面 其中建议_(填番号)可以达到目的；理由是：_3、斜面的高是1 m，长是4 m，把重1500 N的物体沿斜面推上去所用的推力是500 N，求：斜面的机械效率是多大？