2020-2021学年人教版八年级下册物理：12.3机械效率教案

教师姓名
学科
物理
校区
总课时
20
第
课时
学生姓名
性别
年级
初二
学校
课
题
第十二章
功和机械能
第三节
机械效率
建议课时
1
实际课时
1
本节课为第
20
课时
教学
重点
重点：机械效率的计算
难点：测量滑轮组的机械效率
考纲
要求
教学目标：
能结合实例分析什么是有用功、额外功和总功。
教
学
过
程
知
识
点
及
例
题
设
计
【新课导读】
我们运沙子上楼时，用书上不同的方法，都能运到顶层，选哪种方法最好呢？
知识点1
机械效率的定义
一、机械效率的定义：有用功跟总功的比值。
知识点2
机械效率的公式
二、公式：??
知识点3
有用功、总功、额外功
三、有用功、总功、额外功?
（1）?有用功是为了达到目的、完成任务面对物体做的功。如：克服物重提升物体时，
W有用=Gh，克服地面对物体的摩擦使物体运动时，W有用=fs。?
（2）?额外功是指对人们无用，但因为摩擦力和机械自重等存在，克服摩擦力和机械自重而不得不做的功。?
（3）?总功是：WWW总有用额外=+，也就是人们使用机械时实际做的功。W?总动=Fs，
式中动F是作用在机械上的动力，s是动力动F通过的距离。?
（4）?提高机械效率的主要方法：增加有用功，减少额外功，增大有用功与额外功的比值。
【典型例题】
例1　（南京市中考试题）利用图1—6—8中的滑轮组提升重物A（物体A重1600
N），滑轮组的机械效率为80%，当物体匀速提升时，作用在绳端的拉力F为________N，如果增大物重，此滑轮组的机械效率．（选填“变大”、“变小”或“不变”）
图1—6—8
　　精析　考查力、功和机械效率之间的关系．
　　解　已知：G＝1600N，机械效率η＝80%
　　设提升时，物体上升h．
　　根据图，拉力上升高度为S＝4h
　　η＝＝　　F＝＝＝500N
　　分析物重对机械效率的影响
η＝＝＝＝
　　若h、W额不变，G增大，η提高．
　　答案　500N，变大
例2　（北京市西城区中考试题）图1—6—11所示滑轮组匀速提升物体．已知物重G＝240N，拉力F＝100N，该滑轮组的机械效率是________．
图1—6—11
　　精析　此题主要考查是否会计算滑轮组的有用功、总功和机械效率．
　　解　有用功：W有＝Gh＝240N·h
　　h为物体被提升的高度．
　　总功：W总＝F·s＝F·3h＝100N·3h
　　s为拉力移动的距离．
　　注意：有3根绳子连在动滑轮上，则s＝3h
　　机械效率：η＝＝＝＝80%
　　错解　有的学生忽略了距离关系，认为总功：W总＝F·h＝100N·h．按照这个分析，求得η＞100%，结果与实际情况不符．
　　∵　W总＝W有＋W额，由于额处功的存在，W有一定小于W总，η一定＜100%．
　　答案　80%
例3　如图1—6—22，把重250N的物体沿着长5m，高1
m的斜面匀速拉到斜面顶端，（1）若不计摩擦，求拉力；（2）若所用拉力为100N，求斜面的机械效率．
图1—6—22
　　精析　根据功的原理，动力做的功为W1＝F·L，克服重力做的功为W2＝Gh．
　　解　（1）不计摩擦时：
　　W1＝W2　FL＝Gh
　　F＝G＝×250N＝50N
　　（2）若所用拉力为F′＝100N时．克服重力做的功为：W2＝Gh＝250N×1m＝250J
　　动力做的功为：W1＝FL＝100
N×5
m＝500J
　　斜面的机械效率：η＝＝＝50%
　　答案　（1）50N　（2）50%
例4　（大连市中考试题）如图1—4—25所示，用滑轮匀速提起1200N的重物，拉力做功的功率为1000W，绳子自由端的上升速度为2m/s，（不计绳重和摩擦）求：
　　（1）作用在绳自由端的拉力多大？
　　（2）滑轮组的机械效率为多大？
（3）若用此滑轮组匀速提起2400N的重物，作用在绳子自由端的拉力为多少？
1—4—25
　　精析　求滑轮组的机械效率关键是搞清有用功和总功．涉及功率时，也同样要区别有用功率和总功率．
　　解　已知G＝1200N，P总＝100W，vF＝2m/s
　　在分析已知条件时，应注意此时拉力的功率为总功率，速度为拉力F移动的速度
　　（1）∵　P总＝＝F·vF
　　∴　F＝＝＝500N
　　（2）η＝＝＝＝＝＝80%
　　（3）当物体重力为G′＝2400N时，机械效率也要变化，但不计绳重和摩擦时，由前面给的已知条件，可先求出动滑轮重，由
　　F＝（G动＋G）
　　G动＝3F－G＝1500N－1200N＝300N
　　当G′＝2400N时
　　F拉′＝（G动＋G′）＝（300N＋2400N）＝900N
【新课导读点拨】
用滑轮的时候，完成相同有用功的情况下，所做的额外功越少，即有用功在总功中所占的比例最大，机械效率最高。
巩固练习及
课后反思
1．小明利用如图所示的装置沿水平方向匀速拉动
一个重2000Ｎ，底面积为０．５m2的物体A时,A受到地面的摩擦力为６００Ｎ，作用在绳端的拉力为２５０Ｎ，则A对地面的压强是多少Pa；该装置的机械效率是
多少．
2.如图所示，物体重180N，动滑轮重20N，绳重和摩擦不计.在拉力F的作用下，物体正以0.1m/s的速度匀速上升.求：
（1）拉力F；
（2）拉力做功的功率；
（3）动滑轮的机械效率.
3．如图所示，建筑工人用滑轮组提升重为200N的泥桶，所用的拉力为80N，若工人在5S，内将泥桶匀速向上提升2m，则拉力的功率为_多少w，滑轮组的机械效率为多少。
4．如图所示，小明用滑轮组匀速提起一个重为600N的物体A，物体上升的速度为0．1m／s，人拉绳的力为250N，不计绳重和摩擦，人拉绳做功的功率为多少W，滑轮组的机械效率为多少，动滑轮重多少N．
5．重为120N、底面积为0．1m2的物体在20N的水平拉力F作用下沿水平地面向右匀速运动了10m，用时20s．求：
(1)物体对地面的压强；
(2)物体所受摩擦力的大小；
(3)拉力所做的功和拉力的功率．
6、如图所示的滑轮把重为1000牛的物体匀速提升12米，则作用在滑轮上的拉力F为______牛，绳子对重物所做的功为________焦，若提升重物所用的时间为1分钟，则绳子对重物做功的功率为________瓦。
7．如图所示，用滑轮组提起重900N的物体，绳子自由端拉力F为400N，重物在20S内匀速上升了10m。求：
(1)物体上升的速度。(2)提起物体所做的有用功。(3)滑轮组的机械效率。
8．在某次升国旗的仪式上，小强同学通过滑轮组将—质量为0．8千克的国旗缓缓匀速升高15米，如图所示。问：(1)小强匀速拉绳的力为多少?(2)此过程巾，小强对旗做了多少功?(3)如果升旗用了50秒的时间，则小强做功的功率为多大?(不计滑轮与绳的摩擦，滑轮、绳的质量忽略不汁，取g=10牛／千克)
9.跳绳是一项很好的健身运动。某同学作了相关的测量：小军的体重为400牛，跳起时重心升高的高度平均为0.02米，则小军跳一次做功
多少焦；若小军1分钟跳150次，则小军跳绳时的功率为
多少瓦。
10、重2540N的货物。如图2所示，滑轮组把它提升1.7m。若不考虑摩擦，也不考虑滑轮和绳子的物重，则：
（1）绳端拉力F是多少N？635N
（2）绳端移动的距离是多少m？6.8m
（3）若考虑摩擦、滑轮和绳子的物重，须在绳端施力800N，滑轮组的机械效率是多少？79%
学科组长签字
教管主任签字
学生签字
授课时间
上交教案时间
学管师签字