(共60张PPT)
课前提问(1分钟)
1.做功的两个必要条件:
一个力作用在物体上,
物体在这个力的方向上移动了一段距离,
2.功率的物理意义:
物体做功的快慢
12.3机械效率
学习目标(1分钟)
1、知道有用功、额外功和总功的定义并能结合实例分析。(重点)
2、能说出机械效率的含义,
知道机械效率是小于1的。
3、能运用机械效率公式进行简单计算。(难点)
自学指导1(1分钟)
自学内容:课本P85----P86“有用功和额外功”
自学方法:
阅读、思考、观看动画
自学要求:
1、图中两次拉力所做的功一样吗?为什么?
2、什么是有用功、额外功和总功?
学生自学,教师巡视(3分钟)
自学检测1(7分钟)
1、甲图中拉力是
N,物体提升10cm,拉力所做的功是
。
2、乙图中拉力是
N,物体提升10cm,绳子自由端上升
m,拉力所做的功是
。
3、实验结果表明:由此得出使用任何机械都
。(填“省功”或“不省功”)
2
0.2J
1.2
0.2
0.24J
不省功
4、提升钩码的功是必须做的,叫
,用
表示。由于滑轮的自重以及摩擦等因素而不得不多做的功,叫
,用
表示。
与
之和是总共做的功,叫
,用
表示。它们之间的关系式是:
。
有用功
W有
额外功
有用功
额外功
总功
W总
W总=W有+W额
5、用水桶从井中提水时,提水所做的功是
,对桶做的功是
。如果桶掉到井里,从井里捞桶时,捞上来的桶里带了一些水,对桶做的功是
,对水做的功是
,拉力所做的功是
。
有用功
额外功
有用功
额外功
总功
W有
W额
G钩/N
h/m
W有/J
2
0.1
0.2
额外功:不需要但又不得不做的功。
(克服机械自重和摩擦等因素)
有用功:为达到目的必须做的功。
总功:有用功与额外功之和。(人对机械做的功为总功)
(易混点)
引导更正,指导运用1(6分钟)
总功、有用功和额外功的关系:
W总=W有+W额
0.24
0.2
1.2
W总/J
s/m
F拉/N
自学指导2(1分钟)
自学内容:课本P86“机械效率”
自学方法:
阅读课本,并标注重点
自学要求:
1.知道机械效率的概念及公式。
2.掌握机械效率的简单计算。
学生自学,教师巡视(3分钟)
自学检测2(5分钟)
1、在物理学中,将
跟
的比值叫做机械
效率,用
表示,公式是:_________________
2、使用任何机械都不可避免地要做额外功,有用功总是小于总功,所以机械效率总是小于
的,机械效率通常用
表示。
有用功
总功
η
1
百分比
3、关于机械效率,下面说法正确的是( )
A.
功率越大的机械,机械效率越高
B.
机械效率越低的机械,做的功越少
C.
由于有用功总小于总功,所以机械效率总小于100%
D.
有用功越大,机械效率越高
C
4、如图所示,用一个重为18N的动滑轮来提升物体,在实际工作中匀速竖直向上的拉力为30N,则动滑轮的机械效率( )
A.
一定等于30%
B.
一定等于70%
C.
一定小于70%
D.
可能大于70%
C
引导更正,指导运用2(4分钟)
机械效率
含义:有用功跟总功的比值
公式:
单位:W有---有用功---焦耳(J)
W总---总功---焦耳(J)
η---机械效率---百分比(
%
)
注意:机械效率总小于1
物理意义:机械效率是机械做功性能好坏的重要标志。机械效率越高,机械的性能越好,经济效益越高
例:一台起重机将重3600N的货物提高4m。如果额外功是9600J,起重机做的有用功是多少?总功是多少?机械效率是多少?
解:
起重机做的有用功为:
W有=Gh=3600N×4m=1.44×104J
W总=W有+W额=1.44×104J+9600J
=2.4×104J
起重机做的总功为:
机械效率
小结与归纳(1分钟)
一、总功
有用功:为达到目的必须做的功
额外功:不需要由不得不多做的功
二、机械效率
W总=W有+W额
﹤1
注意:机械效率用百分比表示 (%)
当堂训练(12分钟)
1、上学时,小阳背着书包从一楼到四楼教室,此过程中,关于做功的说法正确的是( )
A.对书包做的功是有用功
B.对书和文具做的功是有用功
C.对书和文具做的功是额外功
D.克服自身重力做的功是总功
B
3、为了粉刷教室,需要将涂料运到五楼.工人师傅可以采用的方法有:①用人直接搬运上去;②用定滑轮提上去;③用动滑轮提上去.在这几种方法中( )
A.最省力的是②
B.最省力的是③
C.做有用功最多的是①
D.机械效率最高的是③
2、分别用杠杆、动滑轮和滑轮组将同一物体举到相同的高度,做的有用功( )
A.杠杆最多
B.动滑轮最多
C.滑轮组最多
D.一样多
D
B
5、下列说法正确的是(
)
A.额外功与总功的比值越大,机械效率越小.
B.机械效率大的机械一定既省力又省功。
C.机械效率越高,则机械做的有用功越多。
D.机械做的总功越少,机械效率也越低。
A
4、两台机械,甲的机械效率为80%,乙的机械效率为60%,则下列说法中正确的是( )
A.
甲机械一定比乙机械省力
B.
乙机械一定比甲机械省力
C.
甲机械做的有用功一定比乙机械的多
D.
有用功相同时,乙机械所做的总功多
D
6、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、有用功越多,机械效率越高。
A
7、某机械的机械效率是75%,这说明(
)
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。
B
8.某同学用动力臂是阻力臂2倍的杠杆将重400N的三种石头抬高20cm,手向下压的力是220N,手下降的高度是_____cm,人做的功是_____J,有用功是_______J,
这根杠杆的机械效率是________.
40
88
80
90.91%
9、如图所示,用竖直向上的力匀速拉动较长的杠杆,使重为18N的物体缓慢升高0.1m,拉力大小F=8N,拉力移动的距离为0.25m.请问其中做的有用功为
J,额外功是
J
.
1.8
0.2
10、起重机把质量为0.6t的重物匀速提升3m,而它的电动机所作的功是3.4×104J,起重机的机械效率是多少?
解:
起重机做的有用功
W有=Gh=6000N×3m
=1.8×104J
物重G=mg=600kg×10N/kg
=6000N
机械效率
1.8×104J
3.4×104J
答:起重机的机械效率是52.9%
η=
=
=
52.9
%
W有
W总
11、用一动滑轮将重200N的砂子提到9m高的脚手架上,所用力是120N,求有用功、总功机械效率各是多少?
解:有用功为:
选做题
机械效率为:
一、总功
有用功:必须对物体做的功
额外功:不需要由不得不多做的功
二、机械效率
W总=W有+W额
﹤1
注意:机械效率用百分比表示 (%)
板书设计
课前提问(1分钟)
1.
有用功:__________________________
2.额外功:___________________________
3.总功:__________________________
不需要但又不得不做的功。
4.
机械效率:________________________
有用功与额外功之和
为了达到目的必须做的功。
有用功占总功的百分比
12.3机械效率(第二课时)
学习目标(1分钟)
1、掌握滑轮组的机械效率实验。(重点)
2、知道影响滑轮组的机械效率的因素。
3、掌握提高机械效率的方法。(难点)
4、掌握测量和计算斜面的的机械效率。(重点)
自学指导1(1分钟)
自学内容:课本P87 实验
自学方法:
阅读、思考
自学要求:
1、实验中要测量的物理量?用到哪些工具?
2、实验的原理是什么?
3、影响滑轮组的机械效率有哪些因素?
学生自学,教师巡视(2分钟)
自学检测1(4分钟)
4、如图所示,小欣用滑轮组把重为600N的物体提高1m,所用拉力为400N,则小欣所做的有用功是______J,该滑轮组的机械效率是______.
1、测滑轮组的机械效率实验需要___________、
_______、铁架台、滑轮、细线、钩码。
弹簧测力计
刻度尺
2、需要测量哪些物理量________________、________________________________________
钩码所受的重力G
钩码提升高度h、
拉力F、
绳子自由端移动的距离s
3、测滑轮组的W有=________W总=__________
滑轮组的机械效率为__________________
Gh
Fs
600
75%
一、测滑轮组的机械效率:
F
实验原理
实验器材
注意事项
、
、
铁架台、滑轮、细线、钩码。
1、测力计
向上,
拉动。
引导更正,指导运用1(4分钟)
弹簧测力计
刻度尺
竖直
匀速
弹簧测力计
刻度尺
G/N
h/m
F/N
s/m
W有/J
W总/J
1
1
0.1
0.6
2
2
0.1
1.1
3
4
0.1
2.1
0.3
0.1
0.18
55.6%
0.3
0.2
0.33
60.6%
0.3
0.4
0.63
63.5%
1、完成表格中的数据。
2、由1、2次得出的结论是:动滑轮重一定,物重越
,机械效率越
。
大
高
2、实验延伸:影响滑轮组的机械效率的因素有:
①
②
③
轮轴间的摩擦
动滑轮重
被提升物体的重力
4、特别注意:滑轮组的机械效率与物体上升的高度、
运动的速度、绳子的绕法等无关
相同的滑轮组,增加物重
加润滑油,减小摩擦
使用轻质滑轮
3、提高滑轮组的机械效率的方法有:
①
②
③
自学指导2(1分钟)
自学内容:
课本88页动手动脑学物理3
自学方法
:阅读课文
自学要求:
1、
如何测量斜面的的机械效率?
2、
如何计算斜面的的机械效率?
学生自学,
教师巡视(4分钟)
1、测斜面的机械效率实验需要___________、
_______、
弹簧测力计
刻度尺
2、需要测量哪些物理量:________________________________________
3、测斜面的W有=_______W总=_______
斜面的机械效率为__________________
Gh
Fs
绳子、
被拉物体、
木板、
毛巾。
斜面高度(h)
物重(G)拉力(F)
斜面长度(s)
自学检测2(5分钟)
4、如图所示,将一块1m长的木板一端架高0.4m,用50N沿木板的拉力把一个重为100N的小铁块从底端匀速拉到顶端.这里的木板是一种简单机械,称做______,此时效率为______。
斜面
80%
一、实验器材:
二、需测量物理量:斜面高度(h)、
物重(G)
拉力(F)、斜面长度(L)
三、实验的原理:
四、斜面机械效率的计算公式:
五、实验
结论:
六、注意:弹簧测力计必须沿斜面匀速向上拉动。
弹簧测力计,刻度尺,绳子,
被拉物体,
木板,毛巾
1、斜面倾斜程度越大,机械效率越高,越不省力。
2、斜面的机械效率还与斜面的粗糙程度有关。
3、斜面的机械效率与物重无关。
引导更正,指导运用2(5分钟)
例1,如图,用斜面推沙子,求有用功、总功、额外功各是多少?
解:有用功W有=Gh=250Nx6m=1500J
总功W总=Fs=200Nx10m=2000J
额外功W额=W总-W有=2000J-1500J=500J
例2.某斜面长为1.2m,高为0.3m,有一重力为4.5N的物体,拉力为1.8N,沿斜面从底端匀速移至顶端,则此时的有用功为
,总功为
,额外功为
,机械效率为
。
1.35J
2.16J
0.81J
62.5%
相同的滑轮组,增加物重
加润滑油,减小摩擦
使用轻质滑轮
小结与归纳(2分钟)
1、提高滑轮组的机械效率的方法有:
①
②
③
物
2.滑轮组的机械效率:
设绳股数为n,则有
3、斜面机械效率的计算公式:
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________。(保留两位小数)
(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”)
匀速
2.4
24
83.33%
增大
当堂训练(15分钟)
必做题
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:
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
62.5%
大于
3、如图1所示,物重40N,滑轮重10N,用力F匀速向上提起重物时,拉力F的大小为_________,滑轮组的机械效率是___________。用同一个滑轮组将重70N的物体匀速提高6m,所做的额外功是_____,总功
,这个滑轮组的机械效率是___________。(绳重和摩擦不计)
25N
80%
60J
87.5%
480J
4、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
D
5、若把一个定滑轮改成动滑轮使用,除了可以省力外,还(
)
?A、可以省功
B、提高了机械效率
?C、机械效率不变
?
D、降低了机械效率
D
6、(多选)如图所示,在探究“斜面的机械效率”的实验中,以下说法正确的是( )
A.
用弹簧测力计沿斜面向上拉木块时,应尽量匀速
B.
斜面的倾斜程度影响斜面的机械效率
C.
木块与斜面间的摩擦对斜面的机械效率没有影响
D.
斜面的倾斜程度越大,沿斜面所用的拉力越小
AB
7.如图,忽略绳重和摩擦,用拉力F拉着10
N的重物匀速上升,绳子自由端移动1
m,动滑轮重力2
N,求
(1)拉力F;(2)物体上升的距离;
(3)有用功,总功,机械效率。
?
?
选做题
8、小强利用如图3所示的滑轮组去拉物体,使重为2000N的物体A在3s内沿水平方向匀速移动了6m,若A所受地面的摩擦力f=600N,小强所用拉力F=250N问:(1)拉力F的功率为多少?
(2)该装置的机械效率是多少?
滑轮组的机械
效率的影响因素:
动滑轮重
被提升物体的重
绳重及绳与滑轮间的摩擦
板书设计
滑轮组的机械效率:
不计轮重和摩擦,设绳股数为n,则有
=
Gh
F·nh
=
G
nF
即:
课前提问(
1分钟)
相同的滑轮组,增加物重
加润滑油,减小摩擦
使用轻质滑轮
1、提高滑轮组的机械效率的方法有:
①
②
③
物
2.滑轮组的机械效率:
设绳股数为n,则有
12.3机械效率(第三课时)
学习目标(1分钟)
1、加深了解有用功、额外功和总功。
2、进一步理解机械效率。
3、能用机械效率公式进行简单计算。(难点)
自学指导1(1分钟)
自学内容:
课本85--87页及笔记
自学方法
:阅读课文、笔记
自学要求:完成知识梳理
学生自学,
教师巡视(4分钟)
自学检测1:梳理与归纳(7分钟)
1、有用功:
。
2、额外功:
。
3、总功:
。
4、总功、有用功和额外功的关系:
。
5、机械效率
(1)含义:
。
(2)单位:
(3)物理意义:
。
为达到目的必须做的功
不需要但又不得不做的功。
有用功与额外功之和。
W总=W有+W额
有用功跟总功的比值
W有---有用功---焦耳(J)
W总---总功---焦耳(J)
η---机械效率---百分比(
%
)
机械效率是机械做功性能好坏的重要标志。
相同的滑轮组,增加物重
加润滑油,减小摩擦
使用轻质滑轮
6、提高滑轮组的机械效率的方法有:
①
②
③
物
7、滑轮组的机械效率:
设绳股数为n,则有
8、斜面机械效率的计算公式:
自学指导2(1分钟)
自学内容:
笔记、错题
自学方法
:阅读、笔记
自学要求:完成相关例题
学生自学,
教师巡视(4分钟)
指导运用,引导更正2(10分钟)
易错警示与核心解读
1、滑轮组三种功的表示方法:
W有用=G物h、
W总=Fs、
W额=Fs-
G物h或者W额=G动h
(不计G绳和f);
2、斜面三种功的表示方法:
W有用=G物h、
W总=FL、
W额=FL-
G物h或者W额=fL;
3、机械效率的意义:
机械效率是反映机械性能优劣的重要指标,表示机械对总功的利用率。效率越高,机械对总功的利用率就越高,做相同的有用功,需要的总功越少,越节约能源,机械的性能就越好。效率高低与功率大小、做功多少无关。
4、机械效率与功率的区别:
功率大的机械,机械效率不一定高;
机械效率高的机械,功率也不一定大。
考点1:机械效率和功率的区别
例1 下列有关功率与机械效率的说法中正确的是(
)
A.机械效率越高,机械做功一定越快
B.做功越多的机械,机械效率一定越高
C.功率越大的机械,机械效率一定越高
D.做功越快的机械,功率一定越大
D
解析:功率与机械效率是用来衡量机械性能的两项重要指标。功率的大小可衡量一台机器做功的快慢;而机械效率反映了总功被利用的有效程度,是衡量一台机器做功性能的优劣。功率大的机械不一定机械效率高;同样,机械效率高的机械,它的功率不一定就大。
考点2:机械效率的比较
例2 如图1所示,用甲、乙两种装置将物体匀速提升相同高度,物体重均为20
N,滑轮重均为2
N,不计绳重及摩擦,所用的拉力分别是F1和F2,机械效率分别是η1和η2,则F1______F2,η1________η2(前两空均选填“>”“<”或“=”)。若图1-乙中再加挂一物体,机械效率将________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
>
>
变大
2、斜面机械效率的计算公式:
1、机械效率:
3、机械效率与功率的区别:
功率大的机械,机械效率不一定高;
机械效率高的机械,功率也不一定大。
小结与归纳(1分钟)
1.用一个定滑轮匀速提升重为150N的物体,使其升高3m,所用拉力为200N,则有用功等于
J,总功等于
J,额外功等于
J,定滑轮的机械效率是
.
2.用滑轮组把重为600N的物体在3s内举高4m,若滑轮组的机械效率是80%,则滑轮组的总功功率是
W,做的额外功是
J.
3.用滑轮组把2500N的重物提高2m时,所用拉力是650N,绳子的自由端移动的距离是12m,那么有用功
等于
J,总功等于
J,滑轮组的机械效率
为
.
75%
450
600
150
1000
600
5000
7800
64.1%
当堂训练(15分钟)必做题
A
5、如图所示,A物体受到的重力是100N,在拉力F的作用下,能以0.2m/s的速度在水平地面上向左匀速直线运动.已知拉力F=5N,滑轮组的机械效率为80%,则下列说法错误的是( )
A.
拉力F的功率是1W
B.
2s内绳子自由端移动的距离是1.2m
C.
5s内拉力F所做功的大小是15J
D.
物体A受到水平地面的摩擦力大小是12N
A
7.用一个动滑轮把500N的重物匀速提高lm,所用拉力F是300N,在此过程中的有用功、总功和动滑轮的机械效率分别是
(
)
A.500J、300J、16.7%
B.500J、600J、83.3%
C.300J、500J、83.3%
D.600J、500J、120%
8.利用三种机械,分别把同一物体提高相同的高度,若η1<η2<η3,则下列关系正确是
(
)
A.W总1<W总2<W总3
B.
W总1>W总2>W总3
C.
W总1=W总2=W总3
D.无法判断
B
B
6000
75%
6.某机械做了8000J的功,其中额外功与有用功之比为1:3,那么该机械的有用功
是
J,机械效率是
.
9.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.使用机械的目的是为了提高机械效率
D.使用任何机械,它的机械效率都小于1
10.一个滑轮组经改进后提高了效率,把同一物体匀速升高同样的高度,改进后和改进前相比较
(
)
A.做的总功减少了
B.做的有用功减少了
C.做的额外功增多了
D.每股绳子的拉力增大了
11.利用滑轮组把一个1000N的物体匀速提升,动力做功10000J,该滑轮组的机械效率为75%,则物体被提升(
)
A.5m
B.7.5m
C.10m
D.15
B
A
D
12、如图所示的滑轮组匀速提升物体.已知物重
G
=240N,手的拉力F=100N,手上升距离为30cm,则有用功为多少J?
该滑轮组的机械效率为多少?
G
F
?
13.如图14-9所示,每个滑轮重225N,重物G的重力为1275N,绳子重及摩擦均不计,则:
1)人在匀速提升重物时所用拉力多大?
2)重物被匀速提升1m的过程中,人所做的总功为多少
3)此时,该滑轮组的机械效率为多少
选做题
?
?
?
14.斜面高为h,斜面长为4h,要把G=500N的物体从底端匀速推向顶端.
(1)如果斜面是光滑的,推力F为多大?
(2)如果斜面对重物的摩擦力f
=0.05G,那么推力又是多大?斜面的机械效率是多少?
2、斜面机械效率的计算公式:
1、机械效率:
3、机械效率与功率的区别:
功率大的机械,机械效率不一定高;
机械效率高的机械,功率也不一定大。
板书设计