广西崇左市大新县全茗镇中学（人教版）物理八年级下册导学案：12.3机械效率（无答案）
文档属性
| 名称 | 广西崇左市大新县全茗镇中学（人教版）物理八年级下册导学案：12.3机械效率（无答案） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 26.7KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2015-10-26 13:50:50 | ||
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文档简介
第三节 机械效率
授课人：农小翠
学习要求
1经历使用动滑轮的实验探究过程，了解什么是有用功、额外功和总功。理解三者之间的数量关系。
2 理解什么是机械效率。学会用机械效率的公式进行有关问题的简单计算。
3 了解常用机械的效率，通过讨论、分析，了解影响机械效率的因素。
4 通过对机械效率的了解，认识到做所有的事情都要讲究效率。
5 了解使用机械的历史过程，认识机械的使用对社会发展的作用。
学习指导
1．有用功、额外功、总功。
正确认识机械效率，关键是弄清有用功、额外 ( http: / / www.21cnjy.com )功和总功的含义。有用功是对人们有用的功，无论采用什么机械，有用功的数量是不变的。若使用机械的目的是提升物体，那么克服物体的重力所做的功就是有用功，即W有用=Gh；若目的是在水平面上平移重物，那么克服物体与水平面间的摩擦力所做的功就是有用功，即W有用=fs。额外功是指由于使用机械而额外多做的功，机械的摩擦和机械的自重往往是产生额外功的原因。
2．机械效率总小于1。
使用不同的机械做功，需要做的额外功是各不相 ( http: / / www.21cnjy.com )同的，额外功在总功中所占的比例越小越好，或者说有用功在总功中所占的比例越大越好。机械效率是有用功跟总功的比例，即=W有用/W总功。由于W额外是不可避免的，因此W有功曲型范例
例1．用一个动滑轮、一个定滑轮组成的滑轮组来匀速提升重物G，如图所示。已知物重G=600N，拉力F=250N，求重物升高0.5m时，拉力所做的有用功、额外功及机械效率。若不计绳重和摩擦力，求动滑轮的重。
精析：竖直方向提升物体过程中，有用功W=Gh,在不计绳重和摩擦力的情况下，克服动滑轮重所做的功就等于额外功，既W额外=G动h
全解：（1）W有用=Gh=600N×0.5m=300J.
(2)S=3h=1.5m,W=Fs=250N×1.5m=375J.
(3)W额外=W总-W有=375J-300J=75J,
η= ×100﹪=×100﹪=80﹪
（4）W额外=G动h，G动===150N
点评:对动滑轮重的求解还可用3F=G物+G动,故G动=3×250N-600N=150N.
例2．如图所示，用一滑轮组将重为400N的物体A沿水平方向匀速拉动10m，物体A与地面间的摩擦力是240N，水平拉力F为100N，求总功、有用功、额外功和滑轮组的机械效率。
精析：水平方向拉动物体过程中，克服物体与地面间的摩擦力所做的功为有用功W有用=fAs,额外功是克服滑轮轴间摩擦力所做的功。
全解：绳子自由端移动距离S=3SA=3×10m=30m,
W有用=fAs=240N×10m=2400J,
W额外=W总-W有=3000J-2400J=600J,
η= ×100﹪=×100﹪=80﹪
点评：以上两题均为求滑轮组的机械效率，做题的关键在于分析有用功，第一题在提升物体过程中是克服物体受的重力做功，所以W有用=Gh：第二题在匀速拉动物体前进过程中是克服物体与地面间的摩擦做功，所以W有用=fAs。同学们一定要注意区分。
思考与练习
一、填空题
1．如图所示，用一个动滑轮把重200N的物体提高了1m，所用的拉力为125N，则动滑轮所做的有用功W有用=________J，它的机械效率η=__________。若不计摩擦，被提升的物重增加时，滑轮组的机械效率将_______________（选填“变大”、“变小”或“不变”）．
2．如图所示，在50N的水平拉力F作用下, 重800Ｎ的物体沿水平地面做匀速直线运动, 物体与地面间的滑动摩擦力为120Ｎ，则滑轮组的机械效率为 _______ ；若物体的速度为0.2m/s,则1min内拉力做的功为 ___________ J．
3．小红同学在利用如图所示的滑轮组做“测滑 ( http: / / www.21cnjy.com )轮组的机械效率”的实验中，用弹簧测力计匀速竖直拉起重3N的物体，物体升高了0.2m，弹簧测力计的示数是____N，在实验过程中对物体所做的有用功是________J，滑轮组的机械效率是_____________．
二、选择题
4．用如图所示的滑轮组匀速提升600N的重物时，
人手实际需提供的拉力应该是（ ）
A．小于200N
B．等于200N
C．大于200N
D．大于300N
5.利用如图所示的滑轮组，工人师傅用500N的力，在100s内把800N的重物匀速提升10m.在此过程中（ ）
A.他做的有用功是8000W
B.他做的总功是1000J
C.他做功的功率是80W
D.滑轮组的机械效率是80%
6.一个滑轮组经改进后提高了机械效率,用它把同一物体匀速提升同样的高度，改进后与改进前相比( )
A.有用功减少，总功减少 B．有用功增加，总功增加
C.有用功不变，总功不变 D．有用功不变，总功减少
三、实验题
7．在测定滑轮组机械效率的实验中，小刚同学测得的数据如下表所示：
钩码重/N 弹簧测力计读数/N 钩码移动的距离/m 弹簧测力计移动的距离/m 有用功/J 总功/J 机械效率
3 1.2 0.1 0.3
（1）在表中空白处分别写出有用功、总功和机械效率的值；
（2）在右边方框中画出滑轮组及绕法；
（3）实验时，应使弹簧测力计做 运动。
小刚同学在用弹簧测力计静止时进行读数，则他这样得出的
机械效率与实际值相比 。
（选填“偏小”、“偏大”或“相等”）。
四、计算、论述题
8．张明同学用如图所示的滑 ( http: / / www.21cnjy.com )轮组做“测滑轮组的机械效率”的实验时，拉线的绕法如图所示。钩码重为2N，将钩码匀速向上提升20cm，弹簧测力计移动的距离为60cm，弹簧测力计的示数为1N，问：
⑴在实验过程中，对钩码做的有用功是多少？
⑵滑轮组的机械效率是多少？
⑶为什么总功总是大于有用功？
相关链接
你知道起重机的构造吗
在建筑工地上我们经常看到,那巨大的起重机吊起上吨重物,你知道它们的结构吗
钢丝绳是起重机的重要零件之一,用于提升 ( http: / / www.21cnjy.com )机构、变幅机构、牵引机构，有时也用于旋转机构。起重机系扎物品也采用钢丝绳。此外，钢丝绳还用作桅杆起重张紧绳，缆索起重机与架空索道的支承绳。
在起重机的提升机构中，滑轮起着省力和支承钢丝绳并为其导向的作用。滑轮的材料采用灰铸铁、铸钢等。
卷筒在提升机构或牵引机构中用来卷绕 ( http: / / www.21cnjy.com )钢丝绳。将旋转运动转换为所需要的直线运行。卷筒有单层卷绕与多层卷绕之分。一般起重机大多采用单层卷绕的卷筒。单层卷绕筒的表面通常切出螺旋槽，以增加钢丝绳的接触面积，并防止相邻钢丝绳互相摩擦，从而提高钢丝绳的使用寿命。
A
第2题图
第3题图
1
1
2
2
第1题图
第4题图
授课人：农小翠
学习要求
1经历使用动滑轮的实验探究过程，了解什么是有用功、额外功和总功。理解三者之间的数量关系。
2 理解什么是机械效率。学会用机械效率的公式进行有关问题的简单计算。
3 了解常用机械的效率，通过讨论、分析，了解影响机械效率的因素。
4 通过对机械效率的了解，认识到做所有的事情都要讲究效率。
5 了解使用机械的历史过程，认识机械的使用对社会发展的作用。
学习指导
1．有用功、额外功、总功。
正确认识机械效率，关键是弄清有用功、额外 ( http: / / www.21cnjy.com )功和总功的含义。有用功是对人们有用的功，无论采用什么机械，有用功的数量是不变的。若使用机械的目的是提升物体，那么克服物体的重力所做的功就是有用功，即W有用=Gh；若目的是在水平面上平移重物，那么克服物体与水平面间的摩擦力所做的功就是有用功，即W有用=fs。额外功是指由于使用机械而额外多做的功，机械的摩擦和机械的自重往往是产生额外功的原因。
2．机械效率总小于1。
使用不同的机械做功，需要做的额外功是各不相 ( http: / / www.21cnjy.com )同的，额外功在总功中所占的比例越小越好，或者说有用功在总功中所占的比例越大越好。机械效率是有用功跟总功的比例，即=W有用/W总功。由于W额外是不可避免的，因此W有功
例1．用一个动滑轮、一个定滑轮组成的滑轮组来匀速提升重物G，如图所示。已知物重G=600N，拉力F=250N，求重物升高0.5m时，拉力所做的有用功、额外功及机械效率。若不计绳重和摩擦力，求动滑轮的重。
精析：竖直方向提升物体过程中，有用功W=Gh,在不计绳重和摩擦力的情况下，克服动滑轮重所做的功就等于额外功，既W额外=G动h
全解：（1）W有用=Gh=600N×0.5m=300J.
(2)S=3h=1.5m,W=Fs=250N×1.5m=375J.
(3)W额外=W总-W有=375J-300J=75J,
η= ×100﹪=×100﹪=80﹪
（4）W额外=G动h，G动===150N
点评:对动滑轮重的求解还可用3F=G物+G动,故G动=3×250N-600N=150N.
例2．如图所示，用一滑轮组将重为400N的物体A沿水平方向匀速拉动10m，物体A与地面间的摩擦力是240N，水平拉力F为100N，求总功、有用功、额外功和滑轮组的机械效率。
精析：水平方向拉动物体过程中，克服物体与地面间的摩擦力所做的功为有用功W有用=fAs,额外功是克服滑轮轴间摩擦力所做的功。
全解：绳子自由端移动距离S=3SA=3×10m=30m,
W有用=fAs=240N×10m=2400J,
W额外=W总-W有=3000J-2400J=600J,
η= ×100﹪=×100﹪=80﹪
点评：以上两题均为求滑轮组的机械效率，做题的关键在于分析有用功，第一题在提升物体过程中是克服物体受的重力做功，所以W有用=Gh：第二题在匀速拉动物体前进过程中是克服物体与地面间的摩擦做功，所以W有用=fAs。同学们一定要注意区分。
思考与练习
一、填空题
1．如图所示，用一个动滑轮把重200N的物体提高了1m，所用的拉力为125N，则动滑轮所做的有用功W有用=________J，它的机械效率η=__________。若不计摩擦，被提升的物重增加时，滑轮组的机械效率将_______________（选填“变大”、“变小”或“不变”）．
2．如图所示，在50N的水平拉力F作用下, 重800Ｎ的物体沿水平地面做匀速直线运动, 物体与地面间的滑动摩擦力为120Ｎ，则滑轮组的机械效率为 _______ ；若物体的速度为0.2m/s,则1min内拉力做的功为 ___________ J．
3．小红同学在利用如图所示的滑轮组做“测滑 ( http: / / www.21cnjy.com )轮组的机械效率”的实验中，用弹簧测力计匀速竖直拉起重3N的物体，物体升高了0.2m，弹簧测力计的示数是____N，在实验过程中对物体所做的有用功是________J，滑轮组的机械效率是_____________．
二、选择题
4．用如图所示的滑轮组匀速提升600N的重物时，
人手实际需提供的拉力应该是（ ）
A．小于200N
B．等于200N
C．大于200N
D．大于300N
5.利用如图所示的滑轮组，工人师傅用500N的力，在100s内把800N的重物匀速提升10m.在此过程中（ ）
A.他做的有用功是8000W
B.他做的总功是1000J
C.他做功的功率是80W
D.滑轮组的机械效率是80%
6.一个滑轮组经改进后提高了机械效率,用它把同一物体匀速提升同样的高度，改进后与改进前相比( )
A.有用功减少，总功减少 B．有用功增加，总功增加
C.有用功不变，总功不变 D．有用功不变，总功减少
三、实验题
7．在测定滑轮组机械效率的实验中，小刚同学测得的数据如下表所示：
钩码重/N 弹簧测力计读数/N 钩码移动的距离/m 弹簧测力计移动的距离/m 有用功/J 总功/J 机械效率
3 1.2 0.1 0.3
（1）在表中空白处分别写出有用功、总功和机械效率的值；
（2）在右边方框中画出滑轮组及绕法；
（3）实验时，应使弹簧测力计做 运动。
小刚同学在用弹簧测力计静止时进行读数，则他这样得出的
机械效率与实际值相比 。
（选填“偏小”、“偏大”或“相等”）。
四、计算、论述题
8．张明同学用如图所示的滑 ( http: / / www.21cnjy.com )轮组做“测滑轮组的机械效率”的实验时，拉线的绕法如图所示。钩码重为2N，将钩码匀速向上提升20cm，弹簧测力计移动的距离为60cm，弹簧测力计的示数为1N，问：
⑴在实验过程中，对钩码做的有用功是多少？
⑵滑轮组的机械效率是多少？
⑶为什么总功总是大于有用功？
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你知道起重机的构造吗
在建筑工地上我们经常看到,那巨大的起重机吊起上吨重物,你知道它们的结构吗
钢丝绳是起重机的重要零件之一,用于提升 ( http: / / www.21cnjy.com )机构、变幅机构、牵引机构，有时也用于旋转机构。起重机系扎物品也采用钢丝绳。此外，钢丝绳还用作桅杆起重张紧绳，缆索起重机与架空索道的支承绳。
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卷筒在提升机构或牵引机构中用来卷绕 ( http: / / www.21cnjy.com )钢丝绳。将旋转运动转换为所需要的直线运行。卷筒有单层卷绕与多层卷绕之分。一般起重机大多采用单层卷绕的卷筒。单层卷绕筒的表面通常切出螺旋槽，以增加钢丝绳的接触面积，并防止相邻钢丝绳互相摩擦，从而提高钢丝绳的使用寿命。
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第2题图
第3题图
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第1题图
第4题图