沪科版物理八年级全一册-10.5 机械效率-学案（有答案）

机械效率
班级： 姓名： 组号：
（一）情景体验
体验 有用功、额外功、总功
活动：用下列两种方式把2N的钩码提高1m。
活动1：如图甲，用弹簧测力计直接提升。
活动2：如图乙，用动滑轮提升钩码。
（1）活动1中拉力为 N，活动2中F的读数为 N，绳子自由端上升的距离为 m。
（2）①活动1拉力做的功为 J。
②活动2拉力做的功为 J，比较数据可知，活动 拉力做的功较大。
（二）教材助读
1．什么是机械效率
观看课本第202页图10-33，回答下列问题：
图中两次提升物体拉力做的功一样多吗？
为什么使用机械时做的功多？
什么是有用功、额外功和总功？
什么是机械效率？计算公式是怎样的？
2．某种机器的机械效率总是一定的吗
思考：有用功会比总功大吗？机械效率会大于1吗？为什么？
课本第204页图10-34中，用同一滑轮组提升不同重量的物体，机械效率还是一样的吗？

（三）预习自测
1．①用水桶从井中提水；②桶掉到井里，从井里捞桶，捞上的桶里带有少量的水。对于上面两种情况，下列分析正确的是（ ）
A．克服水的重力做的功在①中是有用功 B．克服桶的重力做的功在②中是额外功
C．克服水的重力做的功在②中是有用功 D．克服桶的重力做的都是额外功
2．采取下列措施，可以提高机械效率的是（ ）
A．有用功一定，增大总功 B．总功一定，增大额外功
C．有用功一定，减少额外功 D．额外功一定，减小总功
我的疑惑：请你将预习中未能解决的问题和有疑惑的问题写下来，待课堂上与老师和同学探究解决。
探究1：什么是机械效率
结合“体验”，思考以下问题：
1．为什么活动2中用动滑轮做的功大于直接提钩码做的功？
2．结合用动滑轮提钩码事例，分析有用功、总功和额外功。
3．总功等于有用功与额外功之 ，总功总是 （选填“大于”或“小于”）有用功。
4．在活动2中，拉力做的总功的 （选填“全部”或“一部分”）用来提升钩码，这部分对钩码做的有用功W有跟总功W总的 叫做机械效率。用字母
表示，公式为 。机械效率 （选填“有”或“没有”）单位。
5．机械效率能否大于或等于100%？为什么？
探究2：机械效率总是一定的吗
1．实验原理： 。
2．实验设计：如图所示
（1）按图示组装滑轮组。
（2）用 测出钩码的重。
（3）拉动弹簧测力计使钩码 上升，同时用 测出钩码上升的 和弹簧测力计上升的 ，读出弹簧测力计的示数；换不同的钩码再测一次，对两次的机械效率进行比较找到规律。
3．实验数据及分析：
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η
分析表中数据可得出：第一次机械效率为 ，第二次机械效率为 ，由两次测量结果可以看出：滑轮组的机械效率与 有关。
4．交流与评估：
（1）怎么测出力的作用点经过的距离？

（2）怎么提高滑轮组的机械效率？

1．知道机械效率的概念；
2．有用功、总功、额外功的概念；
3．会计算有用功、总功、额外功和机械效率问题。
（一）基础过关
1．下列关于机械效率的说法中，正确的是（ ）
A．做功多的机械，机械效率一定高 B．单位时间内做的功越多，机械效率越高
C．任何机械的机械效率都是不变的 D．使用任何机械，它的机械效率都小于1
2．用滑轮组将重400N的物体提高3m，已知滑轮组的机械效率是80%，则总功、额外功分别为（ ）
A．300J 1500J B．1500J 300J C．1200J 1500J D．1500J 1200J
3．竖直方向用滑轮组拉物体时，机械效率公式也能推导成：G物/(G物+G动)，由这个公式可以看出（ ）
A．将物体拉得越高，效率就越大
B．保持G动不变，只增加G物，不一定能增加效率
C．G物+G动也可以看作G总，所以效率由G物和G总共同决定
D．生活中可能有G动=0，效率为1的
4．斜面高为1m，长为3m，工人用400N沿斜面方向的力将重为840N的箱子推到车上。在这过程中，工人做的有用功是 J，机械效率是 。
5．用图所示的动滑轮提升重物。若不计摩擦，动滑轮重为G动=10N，物体被提升的高度时h=5m。
如果被提升的物体重为G=40N，求有用功、总功及机械效率；
如果被提升的物体重为G=90N，求有用功、总功及机械效率。
【答案】
【自主预习?探究新知】
情景体验
（1）2 1.6 2
（2）①2 ②3.2 2
教材助读
1．
（1）不一样
（2）需要克服机械自重、摩擦做功
（3）有用的功叫有用功，无用的、必须的功叫额外功，拉力做的功叫总功
（4）机械效率就是有用功与总功的比值，η=W有/W总×100%
2．
（1）不会，不会，W总=W有+W额 >W有
（2）不一样
预习自测
1．A 2．C
【课堂探究?快乐学习】
探究1
1．需要克服机械自重、摩擦做功
2．有用功是克服钩码重力所做的功，总功是弹簧测力计的拉力所做的功，额外功是克服动滑轮的重力所做的功和克服绳子与滑轮间摩擦所做的功。
3．和 大于
4．一部分 比值 η η=W有/W总×100% 没有
5．不能，因为总功一定大于有用功。
探究2
1．η=W有/W总×100%
2．
（1）略
（2）弹簧测力计
（3）匀速 刻度尺 高度/距离 高度/距离
3．略
4．（1）刻度尺 （2）减小动滑轮自重、摩擦，增大物重
【当堂达标?体验收获】
基础过关
1．D 2．B 3．C 4．840 70%
5．绳子自由端移动距离s=2h=2×5m=10m。
（1）W有=G物h=40N×5m=200J，
F=(G物+G动)/2=25N，
W总=Fs=25N×10m=250J，
η=W有/W总×100%=200J÷250J×100%=80%。
（2）W有=G物h=90N×5m=450J，
F=(G物+G动)/2=50N，
W总=Fs=50N×10m=500J，
η=W有/W总×100%=450J÷500J×100%=90%。