初中物理機(jī)械效率知識(shí)點(diǎn)

1、八年級(jí)物理下新課標(biāo)人第3節(jié)機(jī)械效率國(guó)教學(xué)莖程M新課導(dǎo)入導(dǎo)入一：小明家最近買了一處新樓房，家在三樓.想把洗手間、廚房裝修一下，需把沙子運(yùn)到三樓.請(qǐng)同學(xué)們根據(jù) 需要，選擇器械幫助小明家解決這個(gè)問題，看看哪個(gè)小組選的辦法最好？請(qǐng)學(xué)生發(fā)表自己的見解，提出各種方案.并對(duì)各種方案進(jìn)行討論，比較優(yōu)缺點(diǎn).設(shè)計(jì)意圖創(chuàng)設(shè)真實(shí)的情景，容易激發(fā)學(xué)生興趣，順利進(jìn)入教學(xué).如圖所示的三種方法僅供參考：第1種是人直接提著沙子上樓；第2種是把沙子放進(jìn)桶里，人通過動(dòng)滑輪 把沙子拉上樓；第3種是把沙子放進(jìn)質(zhì)量較小的袋子里，人通過動(dòng)滑輪把沙子拉上樓.經(jīng)過討論明確第一種方法太不方便.第三種方法最好，因?yàn)樗鹊诙N方法用的力小.提升相同

2、高度做的功少.設(shè)計(jì)意圖通過討論，為下面學(xué)習(xí)有用功與額外功做好鋪墊.導(dǎo)入二：創(chuàng)設(shè)情境，引入課題提出問題：直接提升物體做功，與使用機(jī)械提升物體做功相同嗎 ？實(shí)驗(yàn)演示：直接提升物體、用滑輪組提升物體 .G/Nh/m岫/ JF/Ns/ mW /J20. 10. 21.00. 30. 320. 10. 20.50.50. 25結(jié)論:使用滑輪組提升物體跟直接提升物體相比較，不省功.推論:使用任何機(jī)械都不省功.引出新課：機(jī)械效率.回新知構(gòu)建、有用功和額外功結(jié)合用動(dòng)滑輪提升沙子，請(qǐng)同學(xué)們觀看提沙子過程的視頻.思考：1 .在把沙子從一樓運(yùn)上三樓的過程中，每種方法中各對(duì)哪些物體做了功？2 .無(wú)論采取哪種方法都必須

3、做的功是對(duì)什么做的功？3.在幾種不同的方法中不愿做但又不得不做的功分別是什么？學(xué)生進(jìn)一步思考并回答.板書:一般來(lái)說(shuō)，機(jī)械對(duì)外所做的功為有用功，機(jī)械克服自身部件的重力和摩擦力所做的功為額外功，動(dòng)力對(duì)機(jī)械所做的功為總功.總功等于有用功與額外功之和.指出:前面實(shí)驗(yàn)中，第三種方法最好，因?yàn)榈谌N方法做的額外功最少，總功最少.討論:不使用機(jī)械直接提升物體做的功，與使用機(jī)械提升物體做的功一樣嗎？(手拉繩做的功與動(dòng)滑輪對(duì)沙子做的功相等嗎？)怎樣探究這個(gè)問題？1 .設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案：用手通過一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)拉一個(gè)動(dòng)滑輪，沿豎直方向勻速緩慢提起重為G的鉤碼.2 .為了探究上述問題需要測(cè)量的物理量是：手對(duì)繩的拉力F、手

4、移動(dòng)的距離s、鉤碼的重力 G鉤碼上升的高度h.3 .改變鉤碼的數(shù)量，重復(fù)上述測(cè)量.4 .設(shè)計(jì)表格，將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填入表中.次數(shù)手對(duì)繩的拉力F/N手移動(dòng)的距離s/ m鉤碼的重力G/N鉤碼上升的高度h/m123學(xué)生邊實(shí)驗(yàn)邊填表.設(shè)計(jì)意圖進(jìn)一步理解有用功和額外功，并會(huì)測(cè)量有用功和總功5 .分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：(1)手拉繩所做的功與動(dòng)滑輪拉車碼所做的功是否相等 ？(2)哪一個(gè)做的功多一些？(3)你認(rèn)為產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因是什么？6 .結(jié)論：(1)不相等；(2)手拉繩做的功多；(3)有摩擦，在提起重物時(shí)還要提起動(dòng)滑輪.知識(shí)拓展有用功和總功的區(qū)別：有用功是人們?yōu)榱诉_(dá)到目的，無(wú)論采用哪種方法都必須做的功 ，例如:在提升

5、物體時(shí)，無(wú)論是使用定滑輪、 動(dòng)滑輪，還是杠桿，對(duì)物體豎直向上的拉力與物體在豎直方向上移動(dòng)的距離的乘積就是有用功，在使用機(jī)械做功時(shí)，有用功等于機(jī)械對(duì)物體所做的功，即等于不用機(jī)械而直接用手所做的功 .一般情況下，人們做功有兩 個(gè)目的:一是豎直提高物體，二是水平移動(dòng)物體.若勻速提升物體，有用功等于物重乘以提升高度，即 M =Gh 若使物體在水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在已知物體所受水平面的摩擦力的情況下，有用功等于摩擦力乘以物 體移動(dòng)的距離，即WT=fs.為了完成有用功，在使用機(jī)械的同時(shí)，還要克服機(jī)械自身的重(如動(dòng)滑輪的重)做功, 還要克服(由于使用機(jī)械而造成的)摩擦(如:繩子與滑輪之間的摩擦；滑輪或杠

6、桿與軸之間的摩擦)做功，這些 并非是人們需要，但又不得不做的功是額外功，人們?cè)谶_(dá)到一定目的過程中，實(shí)際做的功等于有用功與額外 功的總和，這個(gè)功叫做總功,W=Wt +W.二、機(jī)械效率工作中，我們總是希望額外功越少越好；也就是有用功在總功中所占的比例越大越好.在物理學(xué)中，用機(jī)械效率表示有用功在總功中所占的比例.有用功機(jī)械效率=.&計(jì)算公式：T=亞總.三者之間的關(guān)系W總=Wt+W.注意:對(duì)于實(shí)際機(jī)械，因?yàn)榭偸怯蓄~外功存在，所以ri <1.組織學(xué)生討論：1 .機(jī)械效率有單位嗎？2 .為什么機(jī)械效率沒有大于1的？3 .用小數(shù)和百分?jǐn)?shù)來(lái)表達(dá)機(jī)械效率，你認(rèn)為哪種表達(dá)更好？經(jīng)過討論回答：機(jī)械效率

7、沒有單位，總小于1,用百分?jǐn)?shù)表示.設(shè)計(jì)意圖鍛煉分析實(shí)際問題的能力.通過交流與合作，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)結(jié)合作精神. 通過多媒體展示例題：利用如圖所示的滑輪組，在F=80 N的拉力作用下，將一個(gè)重為180 N的物體勻速舉高1 m,繩重、摩擦不求:總功、有用功、額外功和滑輪組的機(jī)械效率(1)組織學(xué)生分析、討論、計(jì)算.(2)展示學(xué)生解題過程.(3)總結(jié)、評(píng)價(jià).卬有知識(shí)拓展機(jī)械效率是反映機(jī)械性能的物理量 ，由公式7 J”總可知，有用功占總功的比例越大，機(jī)械效率越高，機(jī)械效率的高低與使用機(jī)械是否省力或省力的多少?zèng)]有直接聯(lián)系，它是由有用功和總功這兩個(gè)因素共同決定的，當(dāng)額外功一定時(shí)，有用功越大，機(jī)械效率越高，所以同一

8、機(jī)械在不同情況下使用，其機(jī)械效率不 一定相同.例如：用同一滑輪組提升重力不同的物體時(shí)，機(jī)械效率是不同的，提升的重物越重，機(jī)械效率越高；提升的重物越輕，機(jī)械效率越低.過渡語(yǔ)如何測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率呢 ？三、測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率思路一印有Gh4 .實(shí)驗(yàn)原理”=亞總=產(chǎn)5.5 .器材刻度尺、鉤碼、彈簧測(cè)力計(jì)、鐵架臺(tái)、甲乙兩個(gè)滑輪組、長(zhǎng)約 2 m的細(xì)繩.6 .步驟：用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量鉤碼所受的重力G并填入表格.分別記下鉤碼和彈簧測(cè)力計(jì)的位置 .緩慢拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，使鉤碼升高，讀出拉力F,用刻度尺測(cè)出鉤碼上升的高度h和彈簧測(cè)力計(jì)移動(dòng)的距離s,將這三個(gè)量填入表格.實(shí)驗(yàn)次數(shù)QN)h(m)W (J)F(N)s(

9、mW.(J)1234學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn).設(shè)計(jì)意圖理論聯(lián)系實(shí)際，培養(yǎng)學(xué)生將科學(xué)知識(shí)應(yīng)用于日常生活和社會(huì)實(shí)踐的意識(shí)7 .結(jié)論：(1)動(dòng)滑輪重一定，物重越大，機(jī)械效率越高.(2)物重一定，動(dòng)滑輪越重，機(jī)械效率越低.討論:如何提高滑輪組的機(jī)械效率？討論后得出：提高滑輪組的機(jī)械效率的主要方法有：盡可能地增加物重，減小動(dòng)滑輪重，減輕繩重和滑輪轉(zhuǎn)軸處的摩 擦.思路二1 .實(shí)驗(yàn)原理2 .實(shí)驗(yàn)器材彈簧測(cè)力計(jì)、刻度尺、鐵架臺(tái)、滑輪、細(xì)線、鉤碼 測(cè)量工具是：彈簧測(cè)力計(jì)、刻度尺.3 .注意事項(xiàng)豎直向上，緩慢拉動(dòng)測(cè)力計(jì).即:實(shí)驗(yàn)時(shí)要使鉤碼勻速上升.需要測(cè)量的量是：物重、繩子自由端的拉力、物體上升的高度、繩子自由端移動(dòng)的距離4

10、 .實(shí)驗(yàn)探究(1)實(shí)驗(yàn)探究1保持動(dòng)滑輪重一定，改變鉤碼重力.G/Nh/mF/Ns/ mW /JW總./J1110. 5311.566. 7%2210. 8322.483. 3%3411. 5344.588. 9%結(jié)論:同一個(gè)滑輪組，所掛物重不同，機(jī)械效率不同，物重越大，機(jī)械效率越高(2)實(shí)驗(yàn)探究2保持鉤碼重一定，改變動(dòng)滑輪重力.G/Nh/mF/Ns/ mW /JW甘,/J1210. 8322.483. 3%2210. 9423. 655. 6%結(jié)論:不同滑輪組，掛相同物重時(shí)，機(jī)械效率不一定相同，動(dòng)滑輪較輕的滑輪組，機(jī)械效率高介紹斜面機(jī)械效率的測(cè)定方法，并播放動(dòng)畫做進(jìn)一步講解.定義：人們需妾的.

11、不得有用功工不做的功計(jì)算公式功的分類藕外功定義：人們不需要的但乂不得不做的功計(jì)算公式W.力提升物體;f定義：有用功叼弱外二力之代總功J計(jì)算公式=w* =居.W忌定M 有用功跟息功的比值公式遇粉'5<1）提高機(jī)械效率的措施】提高有用功的比重或減少版外功4檢測(cè)反饋1 . （2015 廣州中考）如圖所示，手用Fi的力直接將物體B勻速提升hF做功為300 J ;若借助滑輪組把B勻速提升相同高度，滑輪組機(jī)械效率是30%則F2做功為解析:用Fi的力直接將物體 B勻速提升h,Fi做功為300 J,即有用功W榕=300 J,滑輪組把B勻速提升相同%W有 300/高度，F(xiàn)2做功是總功，由7）=4總

12、得,E做的功W總=叮=0%=1000 J .【答案】10002 . （2015 南充中考）如圖所示，沿斜面向上拉一個(gè)重為 4. 5 N的物體到斜面頂端，斜面長(zhǎng)1. 2 m高0. 3 m 拉力做功為2.16 J ,則這個(gè)斜面的機(jī)械效率是 %物體受到的摩擦力是 NW 有 1 35；解析 有用功 Wfr=Gh=4.5 NX 0.3 m=1.35 J ;總功 W=2.16 J ;斜面的效率 n"息=2.1印=62. 5%額外功亞甄竺，Wfc =WH,-W=2. 16 J-1 .35 J=0.81 J ,因?yàn)?Wfc =fs ,所以摩擦力大小 f= s =12m =0.675 N.【答案】62

13、. 5 0. 6753 .下列關(guān)于機(jī)械效率的說(shuō)法正確的是（）A機(jī)械效率不可能達(dá)到 100%8 .隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)械效率可能會(huì)大于100%G滑輪組的機(jī)械效率一定大于動(dòng)滑輪的機(jī)械效率D,杠桿的機(jī)械效率一定大于動(dòng)滑輪的機(jī)械效率解析:科技無(wú)論怎么發(fā)展，機(jī)械元件之間的摩擦都不能消除，機(jī)械效率不可能達(dá)到100%更不會(huì)大于100% 所以選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)B錯(cuò)誤.滑輪組的機(jī)械效率、動(dòng)滑輪的機(jī)械效率、杠桿的機(jī)械效率高低，跟機(jī)械的重、提起物體的重、摩擦、繩重等有關(guān) ，在這些不能確定的情況下不能確定哪種機(jī)械的機(jī)械效率更大一些.選項(xiàng)C,D都錯(cuò)誤.故選A.9 .如圖所示，工人師傅用250 N的力將重400 N的物體

14、勻速提升1 m,在此過程中滑輪組的機(jī)械效率是A 80%8. 62. 5%G 125%D 20%解析：由題圖可知，該滑輪組有2段繩子吊著物體，故s=2h=2Xl m=2 m,F=250 N所以 W=Fs=250 NX 2 m=500 J.已知物體的重力和物體上升的高度G=400 N,h=1 m,貝U W=Gh=400 NX 1 m=400 J，故4(10/印總g=80%故選A.5.某實(shí)驗(yàn)小組進(jìn)行測(cè)量滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)，先用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量鉤碼的重力G如圖甲),再按圖乙所示連接方式組裝好滑輪組，并分別記下鉤碼和彈簧測(cè)力計(jì)的起始位置(1)圖甲中彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為 N.(2)圖乙中，為了測(cè)量繩子自由端

15、的拉力F,A同學(xué)認(rèn)為應(yīng)該在彈簧測(cè)力計(jì)靜止時(shí)讀數(shù)舊同學(xué)認(rèn)為應(yīng)該在緩慢勻速提升時(shí)讀數(shù)，正確的是 (填« A或" B')同學(xué)的方法.G(3)按照正確的測(cè)量方法，測(cè)出拉力F與鉤碼所受重力 G的大小關(guān)系為F(填“>”“<”或"=")3.(4)實(shí)驗(yàn)中要分別記下鉤碼和彈簧測(cè)力計(jì)的起始位置，是為了.解析:本題考查滑輪組機(jī)械效率的測(cè)量 .(1)分析圖甲可知，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為2 N. (2)因?yàn)榛喗M工作時(shí) 的額外功有一部分是摩擦力產(chǎn)生的，且只有拉動(dòng)時(shí)才能產(chǎn)生摩擦力，所以應(yīng)該在緩慢勻速提升時(shí)讀數(shù).(3)鉤 碼由3根繩子承擔(dān)，理論上拉力為鉤碼重力的三分之一 ，但因有摩擦力，又要同時(shí)拉起滑輪，所以按照正確的G測(cè)量方法，測(cè)出拉力F與鉤碼所受重力 G的大小關(guān)系為F大于:L (4)實(shí)驗(yàn)中要分別記下鉤碼和彈簧測(cè)力計(jì)的起始位置，是為了測(cè)量鉤碼上升的高度