第十二章
第3节
机械效率
八年级物理下册
1、金字塔之谜
问题一:请你选择刚学过的几种简单机械,推想一下,如何将平均2.5吨重的石块搬起,堆砌成高146.5米,象一座40层高楼的?(画图说明也可以)
情景激趣
在非洲古国埃及的尼罗河畔,开罗城近郊的广裹沙漠中,巍然耸立着一群巨大的建筑物,这是全球著名的古代世界八大奇观之首的—埃及金字塔。它气势威严,迄今已有四、五千年的历史。其中位于开罗郊区吉萨城附近的胡夫和哈夫拉两座金字塔。被列为世界古代八大奇观之首,这两座金字塔加上显示国王威严的狮身人面像,成为埃及金字塔风光的象征。胡夫金字塔又称为“大金字塔”。它身高146.5米,象一座40层高楼,拔地而起。全塔用230多万块大、小不同的巨石砌成,总体积250万立方米。平均每块石头重2.5吨,最重的一块约160吨。
情景激趣
情景激趣
2、生命滑梯(Life
Slide)
问题二:生命滑梯获奖的原因“效率高”,这里的效率指的是:工作效率!那么衡量一部机械性能的还有另一指数就是“机械效率”
请你说说机械效率有哪些知识点?
https://baijiahao./s?id=1571318858354673&wfr=spider&for=pc
2、生命扶梯(Life
Slide)
2017.7月获悉:15年来《福布斯》“中国最具发展潜力设计师”榜单里,唯一的学生代表和最年轻的获奖者的发明设计:这个滑梯融合了起重机械、救援云梯和滑梯的理念,采用三段式结构。伸长变形以后——行动快效率高!
情景激趣
已知如图要把重100N的沙子运上三楼。下图画了三种办法。同学们讨论一下:
问题一:哪种办法最好,哪种办法最不好,为什么?
问题二:决定机械效率高低的因素?
情景激趣
3m
3m
沙子重100N
桶重20N
体重400N
口袋重5N
动滑轮重10N
方法2
方法1
方法3
对砂子做功
对空桶做功
克服自身重力做功
并不需要做
但
又不得不做的功
对人们有用
必须做的功
3m
3m
方法1
他的目的是:
把沙子运上三楼
分析点拨
对砂子做功
对空桶做功
对动滑轮做功
W有
方法2:
方法3:
}
W额
}
W总
对砂子做功
对口袋做功
对动滑轮做功
W有
}
W额
}
W总
方法2
方法3
分析点拨
动滑轮提口袋提沙子
一、人们用机械帮助完成某项任务,在此过程中涉及到的效率问题,即称为机械效率。
1.
定义:有用功跟总功的比值叫机械效率(η)
2.公式:
3.
特点:1)机械效率通常用百分数表示,没有单位.
(2)机械效率总小于1
.
归纳小结(板书)
探究滑轮的机械效率
1、如图实验仪器;
2、记录实验数据;
3、数据分析得出结论;
问题一:实验中要测量哪些物理量?
问题二:实验过程要注意什么问题?
问题三:如何提高机械效率?
实验探究
探究滑轮的机械效率
实验探究小结
G/N
h/m
W直/J
F/N
s/m
W机定/J
W机动/J
η乙
η丙
2
0.1
0.2
1.2
0.2
0.2
0.24
图二
丙
练习1:起重机的机械效率是60%,它表示什么意思?
1.使用起重机提升重物时所做的有用功跟总功的比60%
2.也可以说有用功在总功中占有60%,另外额外功占40%
动手动脑
结论:有用功所占总功的比例越大,机械效率越高。
练习2:滑轮组四种情况的机械效率
1)不计滑轮和绳子的G和一切摩擦力;η=W有/W总=
Gh/
FS(nF)/(Fnh)=1
S=nh
F=G/n
2)只计滑轮G;η=W有/W总=W有/
W有+
W额=G物h/G物h+G动h=G物/G物+G动
3)一切都计;
η=W有/W总=G物h/FS=
G物h/Fnh=
G物/nF
(利用滑轮组S=nh进行简化后的情况)
结论:如何提高滑轮组的机械效率
1)滑轮组的机械效率与滑轮轴摩擦、动滑轮重、物重有关。
2)动滑轮重一定,物重越大,机械效率越高。
物重一定,动滑轮越重,机械效率低。
动手动脑
练习4:动力对机械做功为总功W总;
机械对物体做功为有用功W有
W总=FS
W有用=fh
η=W有/W总=fh/FS=
fh/Fnh=f/nF
(其中h为物体移动的距离)
动手动脑
机械效率与
是否省力.功率大小.
提升高度.
绳子的绕法.做功的多少无关。
无论采取那种方法都必须做的功。即:为达到目的所必须做的功。
(1)举高重物时:
W有用=G物·h
W有=f摩擦·S物
(2)在粗糙水平面上移动物体时:
有用功
分析点拨
练习3:1.图为测量滑轮组机械效率的实
验装置,钩码总重6
N。
(1)实验时要竖直向上______
拉动弹簧测力计,由图可知拉力
大小为_______N,若钩码上升的
高度为8cm,则弹簧测力计向上移动______cm,该滑轮组的机械效率为________。
(2)若仅增加钩码的个数,该滑轮组有机械效率将_______(选填:“增大”、“减小”或“不变”)
缓慢
2.4
24
83.3%
增大
动手动脑
2.在“测滑轮组机械效率”的实验中,用同一滑轮组进行两次实验,实验数据如下表:
⑴此实验所用滑轮的个数至少是____个,其中动滑轮有_____个。
⑵第一次实验测得滑轮组的机械效率为________,第二次实验时滑轮组的机械效率______第一次的机械效率(选填“大于”、“小于”或“等于”)
次数
钩码重/N
钩码上升高度/cm
弹簧测力计示数/N
弹簧测力计移动距离/cm
1
2
10
0.8
40
2
5
5
1.5
20
3
2
62.5%
大于
测量斜面的机械效率实验设计
动力F对机械做功为总功W总;
机械对物体做功为有用功W有用
W总=FS
W有用=Gh
η=W有/W总=
Gh/
FL
作业
动手动脑
F
S
h
斜面的机械效率与什么因素有关?
1、猜想:
2、器材:
3、探究过程:要注意什么问题
4、设计记录表格:
实验探究提升与拓展
结论:斜面越陡,越不省力,机械效率越高。
斜面的机械效率与坡度有关
实验探究
斜面倾斜程度
木块重量
G/N
斜面高度
h/m
拉力
F/N
斜面长
s/m
有用功
W有/J
总功
W总/J
机械效率
较缓
较陡
很陡
巩固练习
1、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。
巩固练习
2、为了提高滑轮组的机械效率,以下做法中正确的是:
A、以较快的速度匀速提升重物;
B、以较慢的速度匀速提升重物;
C、增加承担物重的绳子股数;
D、把滑轮做得更轻巧,减小滑轮在转动过程中的摩擦;
本节小结
再
见
参考文献:
1、人教版
八年级
下册
物理;
2、人教版
教师用书
八年级
下册
物理
3、百度搜索