北师大版八年级下物理课件——第九章 第5节 探究——使用机械是否省功（共24张PPT）
文档属性
| 名称 | 北师大版八年级下物理课件——第九章 第5节 探究——使用机械是否省功（共24张PPT） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 2.7MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 北师大版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-05-16 14:57:08 | ||
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文档简介
(共24张PPT)
第5节 探究——使用机械是否省功
问题与猜想
人们使用杠杆、轮轴、滑轮等机械是为了达到一定的目的.在使用中，有的机械可以省距离，有的机械可以省力.那么，使用机械能够省功吗？与同学交流一下你的猜想.
制订计划
直接用弹簧测力计吊起一个重物，弹簧测力计的拉力对重物做的功为W1.再用弹簧测力计通过一个动滑轮吊起重物，使重物
上升相同的高度，弹簧测力计的拉力做的功为W2.比较这两个力
所做的功就可以知道使用机械是否省功.
收集证据
按下图所示的过程进行实验.
实验中保持重物缓慢上升.用弹簧测力计测量拉力.记录重物和绳子自由端的始、末位置.将以上数据及计算结果填入下表中.
由实验结果可知，W2 W1.
>
力/N 移动距离/m 力做的功/J
F=G=2 h = 0.1 W1=Fh=0.2J
F'=1.2 s = 0.2 W2=F's=0.24J
分析与结论
图甲中直接用弹簧测力计匀速提升重物，拉力要对重物做功.图乙中拉动绳子使动滑轮上升时，拉力在对重物做功的同时也要对动滑轮做功，同时还要克服摩擦力做功，因此，使用动滑轮并不省功.
大量实验表明：使用任何机械都不能省功.
在用动滑轮提升重物时，动滑轮对物体所做的功是有用的，是必须做的，这部分功叫作有用功（W有用）.
提升重物时，不可避免地要对动滑轮本身做功和克服摩擦做功，这部分功叫作额外功（W额外）.
有用功与额外功的总和叫作总功（W总）.
W总=W有用+ W额外
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？
提水所做的功是有用功，提水桶所做的功是额外功.
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？
提水桶所做的功是有用功，提水所做的功是额外功.
我们希望在总功中有用功所占的比例越大越好.有用功的比例大，说明机械的工作效率高.我们用有用功跟总功的比值来描述机械的这种特性，称之为机械效率.
机械效率（ ）表示为
有用功是总功的一部分，所以W有用用一个动滑轮,将200N的钩码匀速提升2m高，拉力F为120N，此动滑轮的机械效率是多少？
解：W有=Gh=200N×2m=400J
W总=Fs=120N×4m=480J
η=W有/W总
=400J/480J
=83.3%
2.如下图所示是某地区的供水系统发生故障后，居民利用滑轮提水的情景.在这个情景中，人所做的功哪部分是有用功，哪部分是额外功？
人对水做的功为有用功，克服水桶、绳重及摩擦所做的功为额外功.
根据上图我们可以看出：斜面也是一种省力机械.
斜面为什么能省力？
斜面是一个与水平面成一定夹角的平面.是简单机械的一种.
斜面
斜面的分析
如左图，如果不计物体与斜面之间的摩擦，用力 F 沿斜面把物体匀速推（或拉）上去所做的功，应该等于直接将物体举高所做的功，即：Gh=FL
由此可知推力或拉力F的计算公式为：F=Gh/L
如果不计摩擦，斜面长是斜面高的几倍，拉力或推力就是物体
所受重力的几分之一.所以说斜面是一种省力机械.
将玩具车升高20公分，说说谁费力谁省力.
甲最费力，丙最省力.由此可知斜面越缓和越省力.
斜面的应用
螺旋——特殊的斜面
螺旋除了省力，还可以将螺旋运动与沿轴向的运动进行相互转化.
螺旋可以看作是绕在圆柱上的斜面.饮料瓶瓶盖、木螺丝、螺杆、螺母等都是利用螺旋的装置.
各种形式的螺旋
螺旋式千斤顶
盘山公路
η＝
1.关于机械效率，下列说法正确的是（ ）
A .机械效率高的机械做功一定多
B .使用机械可以省力，省力越多，机械效率越高
C .没有摩擦时，机械效率一定等于100%
D .做同样的有用功，额外功越小，机械效率越大
C
2.关于机械效率，以下说法正确的是 （ ）
A.机械效率总小于1
B.单位时间里做功越多的机械，机械效率越高
C.做功越多的机械，机械效率越高
D.省力越多的机械，机械效率越高
A、D
3.某机械的机械效率是75%，这说明使用这一装置做功
（ ）
A.总功是额外功的3倍
B.有用功是额外功的3倍
C.总功是有用功的3倍
D.额外功占总功的3/4倍
B
4.如图所示的滑轮组将重G＝12 N的物体匀速提升20 cm.所用
的拉力F＝5 N，所做的有用功为_______ J，机械效率为_____ ，
当改为提升18 N的重物时，该滑轮组的机械效率为_______ .
（忽略绳重和滑轮与轴的摩擦）
2.4
80%
85.7%
5.一台起重机将重3600 N的货物提高4 m.如果额外功是9600 J，起重机做的有用功是多少？总功是多少？机械效率是多少？
解:起重机提高物体的力等于物体的重力F=G=3600 N
起重机提升重物所做的有用功：W有用=Fh=Gh=3600 N×4 m=14400 J=1.44×104 J；起重机做的总功
W总=W有用+ W额外=14400 J+9600 J=2.4×104 J
因此,起重机的机械效率
η= W有用/W总=1.44×104 J/2.4×104 J=60%
第5节 探究——使用机械是否省功
问题与猜想
人们使用杠杆、轮轴、滑轮等机械是为了达到一定的目的.在使用中，有的机械可以省距离，有的机械可以省力.那么，使用机械能够省功吗？与同学交流一下你的猜想.
制订计划
直接用弹簧测力计吊起一个重物，弹簧测力计的拉力对重物做的功为W1.再用弹簧测力计通过一个动滑轮吊起重物，使重物
上升相同的高度，弹簧测力计的拉力做的功为W2.比较这两个力
所做的功就可以知道使用机械是否省功.
收集证据
按下图所示的过程进行实验.
实验中保持重物缓慢上升.用弹簧测力计测量拉力.记录重物和绳子自由端的始、末位置.将以上数据及计算结果填入下表中.
由实验结果可知，W2 W1.
>
力/N 移动距离/m 力做的功/J
F=G=2 h = 0.1 W1=Fh=0.2J
F'=1.2 s = 0.2 W2=F's=0.24J
分析与结论
图甲中直接用弹簧测力计匀速提升重物，拉力要对重物做功.图乙中拉动绳子使动滑轮上升时，拉力在对重物做功的同时也要对动滑轮做功，同时还要克服摩擦力做功，因此，使用动滑轮并不省功.
大量实验表明：使用任何机械都不能省功.
在用动滑轮提升重物时，动滑轮对物体所做的功是有用的，是必须做的，这部分功叫作有用功（W有用）.
提升重物时，不可避免地要对动滑轮本身做功和克服摩擦做功，这部分功叫作额外功（W额外）.
有用功与额外功的总和叫作总功（W总）.
W总=W有用+ W额外
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？
提水所做的功是有用功，提水桶所做的功是额外功.
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？
提水桶所做的功是有用功，提水所做的功是额外功.
我们希望在总功中有用功所占的比例越大越好.有用功的比例大，说明机械的工作效率高.我们用有用功跟总功的比值来描述机械的这种特性，称之为机械效率.
机械效率（ ）表示为
有用功是总功的一部分，所以W有用
解：W有=Gh=200N×2m=400J
W总=Fs=120N×4m=480J
η=W有/W总
=400J/480J
=83.3%
2.如下图所示是某地区的供水系统发生故障后，居民利用滑轮提水的情景.在这个情景中，人所做的功哪部分是有用功，哪部分是额外功？
人对水做的功为有用功，克服水桶、绳重及摩擦所做的功为额外功.
根据上图我们可以看出：斜面也是一种省力机械.
斜面为什么能省力？
斜面是一个与水平面成一定夹角的平面.是简单机械的一种.
斜面
斜面的分析
如左图，如果不计物体与斜面之间的摩擦，用力 F 沿斜面把物体匀速推（或拉）上去所做的功，应该等于直接将物体举高所做的功，即：Gh=FL
由此可知推力或拉力F的计算公式为：F=Gh/L
如果不计摩擦，斜面长是斜面高的几倍，拉力或推力就是物体
所受重力的几分之一.所以说斜面是一种省力机械.
将玩具车升高20公分，说说谁费力谁省力.
甲最费力，丙最省力.由此可知斜面越缓和越省力.
斜面的应用
螺旋——特殊的斜面
螺旋除了省力，还可以将螺旋运动与沿轴向的运动进行相互转化.
螺旋可以看作是绕在圆柱上的斜面.饮料瓶瓶盖、木螺丝、螺杆、螺母等都是利用螺旋的装置.
各种形式的螺旋
螺旋式千斤顶
盘山公路
η＝
1.关于机械效率，下列说法正确的是（ ）
A .机械效率高的机械做功一定多
B .使用机械可以省力，省力越多，机械效率越高
C .没有摩擦时，机械效率一定等于100%
D .做同样的有用功，额外功越小，机械效率越大
C
2.关于机械效率，以下说法正确的是 （ ）
A.机械效率总小于1
B.单位时间里做功越多的机械，机械效率越高
C.做功越多的机械，机械效率越高
D.省力越多的机械，机械效率越高
A、D
3.某机械的机械效率是75%，这说明使用这一装置做功
（ ）
A.总功是额外功的3倍
B.有用功是额外功的3倍
C.总功是有用功的3倍
D.额外功占总功的3/4倍
B
4.如图所示的滑轮组将重G＝12 N的物体匀速提升20 cm.所用
的拉力F＝5 N，所做的有用功为_______ J，机械效率为_____ ，
当改为提升18 N的重物时，该滑轮组的机械效率为_______ .
（忽略绳重和滑轮与轴的摩擦）
2.4
80%
85.7%
5.一台起重机将重3600 N的货物提高4 m.如果额外功是9600 J，起重机做的有用功是多少？总功是多少？机械效率是多少？
解:起重机提高物体的力等于物体的重力F=G=3600 N
起重机提升重物所做的有用功：W有用=Fh=Gh=3600 N×4 m=14400 J=1.44×104 J；起重机做的总功
W总=W有用+ W额外=14400 J+9600 J=2.4×104 J
因此,起重机的机械效率
η= W有用/W总=1.44×104 J/2.4×104 J=60%