2019八年级物理下册 12.3机械效率导学案 （新版）新人教版.doc

1第三节第三节 机械效率机械效率一、课程实施标准二、教学重点、难点重点：机械效率。难点：测量滑轮组的机械效率。三、知识要点（一）有用功和额外功1实验：使用动滑轮是否省功（1）如图 l 甲所示，用弹簧测力计将钩码匀速地提升一定的高度，计算拉力所做的功W1=_。（2）如图 l 乙所示，用弹簧测力计并借助一个动滑轮将同样的钩码_地提升相同的高度，再次计算拉力所做的功W2=_。实验结果表明，虽然在两次实验中钩码被提升了相同的高度，但W1_W2。这说明：尽管使用动滑轮会_力，但由于滑轮本身要受到重力的作用以及摩擦等因素的影响，使我们在使用机械时_做了功。知识内容完成时间课程标准内容细目教学实施具体要求评价方式机械效率3 课时1、能用生活中的实例解释有用功和额外功和总功的含义2、知道机械效率3、了解提高机械效率的途径和意义4、会测量某种简单机械的机械效率1、有用功、额外功、总功 2、机械效率3、运用机械效率公式解决有关问题1、了解有用功、额外功、总功2、理解机械效率3、理解机械效率是一个百分数，是小于 1 的4、通过实验理解影响斜面机械效率的因素测试口试纸笔测试实验技能22有用功：为达到目的所_的功，用W有表示。有用功是指对人们需要的，有一价值的功。（1）提升重物时（图 2）W有=_。（2）在粗糙水平面上移动物体时（图 3）W有=_。（3）在水中提升物体时（图 4）W有=_。3额外功：在使用机械时，我们还不得不克服滑轮本身的_和_力等因素的影响而做功，这部分功叫做额外功，用W额表示。它是人们不需要但又不得不做的功。4总功：_功加_功是总共做的功，叫做总功，用W总表示。总功、有用功和额外功之间的关系W有=_+_。总功W总=_。【答案】G物h，匀速， （G物+G动）h，省，多；必须，Gh，Fs， （G-F浮）·h；重力，滑轮和绳之间的摩擦；有用，额外，W有，W额，Fs（二）机械效率在保证所做有用功一定的情况下，人们总是希望额外功越少越好。即额外功在总功中所占的比例越少越好。1定义：物理学中，将_功跟_功的_叫做机械效率。2符号：（作 aita）3公式： =4说明：（1）使用任何机械都不可避免地要做额外功，有用功总是_总功，所以机械效率总是_1 的。（2）机械效率通常用百分数表示。（3）机械效率与功率_关。（4）同一机械的机械效率高低不仅与装置本身有关，还与机械的具体使用条件有关。5不同机械的机械效率公式（1）利用滑轮竖直提升重物（图 5）不考虑绳子伸长：s=_h3 = 不考虑绳重和摩擦，物体匀速上升：F=_。（2）利用滑轮水平移动重物（图 6）不考虑绳子伸长：s=_h（3）利用滑轮组从水中提升重物（图 7）不考虑绳子伸长：s=_h =不考虑绳重和摩擦，物体匀速上升：F=_。（4）利用斜面移动重物（图 8）斜面长度为L，斜面高度为h，物体重力为G，对物体施加的沿斜面方向的推力F 光滑斜面：将同一物体升高相同的高度，斜面越_越省力。 粗糙斜面： =6提高机械效率的方法：有额额有有总有11WWWWW WW（1）尽量减少_功， （减小摩擦、减小G动）（2）当额外功一定时，尽量增加每次提起重物的_。【答案】有用，总，比值；总有 WW，大于，小于，无关；3，FG 3，3动总GG；3；FFG 3浮，FGFG 3动浮；低，FLGh；额外，重力四、典型例题例 1起重机把质量为 0.5t 的重物匀速提升了 3m，而它的电动机所做的功是 3.4X104J，起重机的机械效率是多少? g 取 10N/kg。4【答案】44%【难易】简单【考点】考查机械效率的计算【解析】起重机匀速提升重物所用的力等于物体所受的重力 FGmg0.5×103kg×10N/kg5×103N，起重机提升重物做的功是有用功W有Fh5×103N×3m1.5×104J；电动机做的功为总功：W总3.4×104J，起重机的机械效率为：W有/W总1.5×104J/3.4×104J44%例 2一台起重机将重 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? 起重机所做的额外功是由哪些因素引起的?【答案】见解析【难易】中等【考点】考查机械效率的计算【解析】一台起重机将重 3600N 的货物提高 4m，W有Gh=3600N×4m=14400J额外功W额9600J，起重机总功W总14400J+9600J=24000J。机械效率W有/W总14400J/24000J=60%起重机在克服摩擦方面消耗了额外功；在克服设备部分部件运动消耗了额外功。例 3在斜面上拉一个重 4.5N 的物体到高处（图 9） ，沿斜面向上的拉力为 1.8N 斜面长 1.2m，高 0.3m。把重物直接提升h所做的功作为有用功，求这个斜面的机械效率是多少?【答案】62.5%【难易】中等【考点】考查斜面机械效率的计算【解析】有用功W有=Gh=4.5N×0.3m =1.35J总功W总=Fs=1.8N×1.2m =2.16J机械效率：W有/W总=62.5%例 4如图 10 所示，用一个动滑轮在 5s 内将一重为 200N 的物体向上提起 3m，拉力为 150N。5这个动滑轮的机械效率是多少? 拉力的功率有多大?【答案】67%，180W【难易】中等【考点】考查机械效率的计算【解析】拉绳自由端移动S=2h=2×3m=6m 总功W总=FS=150N×6m=900J 有用功W有=Gh=200N×3m =600J 机械效率W有/W总=600J/900J=67% 拉力的功率P=W/t=900J/5s=180W