12.3機(jī)械效率（第3課時(shí)）

八年級(jí)物理下冊(cè)?人教版12.3機(jī)械效率第3課時(shí)機(jī)械效率的計(jì)算（一）

課時(shí)劃分說(shuō)明：本節(jié)內(nèi)容主要包括有用功和額外功、機(jī)械效率及測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率兩個(gè)部分的內(nèi)容，但由于機(jī)械效率會(huì)與前面所學(xué)的簡(jiǎn)單機(jī)械：杠桿、滑輪、滑輪組、輪軸和斜面放在一起進(jìn)行考察，所以本節(jié)內(nèi)容計(jì)劃4個(gè)課時(shí)。第1課時(shí)主要學(xué)習(xí)有用功額外功以及機(jī)械效率的基本概念；第2課時(shí)主要學(xué)習(xí)滑輪組機(jī)械效率的測(cè)量實(shí)驗(yàn)；第3課時(shí)主要學(xué)習(xí)水平方向滑輪、杠桿的機(jī)械效率的計(jì)算；第4課時(shí)主要學(xué)習(xí)斜面的機(jī)械效率的計(jì)算。本課時(shí)為第3課時(shí)。課時(shí)計(jì)劃學(xué)習(xí)目標(biāo)1.能利用公式計(jì)算水平方向滑輪的機(jī)械效率。2.針對(duì)簡(jiǎn)單的杠桿提升物體情景，學(xué)會(huì)計(jì)算有用功、總功、機(jī)械效率。了解影響杠桿機(jī)械效率的因素，分析實(shí)驗(yàn)情景中的杠桿機(jī)械效率變化問(wèn)題。重點(diǎn)水平方向滑輪、杠桿的機(jī)械效率的計(jì)算。難點(diǎn)水平方向滑輪、杠桿的機(jī)械效率的計(jì)算。計(jì)算專題一水平方向滑輪機(jī)械效率的計(jì)算

一、物理量介紹二、水平方向滑輪的機(jī)械效率計(jì)算公式總結(jié)類型1：水平方向拉重物的滑輪類型2：水平方向拉重物的滑輪組有用功：總功：機(jī)械效率：距離與速度關(guān)系：類型2總結(jié)：三、水平方向滑輪的機(jī)械效率計(jì)算1、如圖所示，小剛用如圖所示的動(dòng)滑輪，拉著物體M以0.5m/s的速度在水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，物體重20Ｎ，它受到的摩擦力是物重的0.2倍，水平拉力為2.5Ｎ。求：（1）2s內(nèi)拉力做的功，（2）該動(dòng)滑輪的機(jī)械效率。解：（1）v自=2v物=2×0.5m/s=1m/sW總=FS自=Fvt=2.5N×1m/s×2s=5Jη=W有用/W總=fS物/FS自=f/nF=0.2×20N/(2×2.5N)=80%變式1、如圖所示，湖面上有一艘小船，站在岸上的人通過(guò)滑輪用100N的力拉繩子的自由端，在10S內(nèi)小船向岸邊勻速移動(dòng)了5m，船在水平方向受到的阻力為160N,下列說(shuō)法正確的是()A.人對(duì)船做的有用功為500JB.人做的總功為800JC.人做的有用功的功率為50WD.滑輪的機(jī)械效率為80%D2、用如圖所示的滑輪組拉動(dòng)水平地面上重1000N的物體A，使物體A在4s內(nèi)勻速前進(jìn)了4m，物體受到地面的摩擦力f=300N，所用拉力F=120N，忽略繩重、滑輪重及繩與滑輪間的摩擦。下列說(shuō)法中正確的是()A.繩子自由端在4s內(nèi)移動(dòng)了8mB.物體重力做功的功率為1000WC.物體A克服摩擦力做的功為480JD.滑輪組的機(jī)械效率約為83.3%D

四、小結(jié)：有用功和總功的尋找方法F拉f計(jì)算專題二杠桿機(jī)械效率的計(jì)算一、杠桿機(jī)械效率公式總結(jié)1.有用功：杠桿提升物體時(shí)，克服物體重力做的功。2.總功：是指動(dòng)力所做的功。3.機(jī)械效率：有用功與總功之比。4.額外功：克服杠桿本身重力和克服摩擦做的功。

若忽略摩擦，W額＝G杠桿h桿心一、杠桿機(jī)械效率公式總結(jié)二、影響杠桿的機(jī)械效率的因素：1、物重2、杠桿自重3、摩擦

（杠桿與支點(diǎn)處）4、支點(diǎn)、力的作用點(diǎn)的位置

（具體問(wèn)題具體分析）例題1.如圖所示，用豎直向上的力勻速拉動(dòng)較長(zhǎng)的杠桿，使重為18N的物體緩慢升高0.1m，拉力大小F=8N，拉力豎直向上移動(dòng)的距離為0.25m。求拉力所做的功，有用功，杠桿的機(jī)械效率。W總=Fs=8N×0.25m=2JW有=Gh=18N×0.1m=0.18J解：答：拉力做的功為2J,有用功為0.18J,效率為90%。變式訓(xùn)練1.利用如圖所示的杠桿將重為3N的物體緩慢勻速提高10cm，手的拉力F為2N，手豎直向上移動(dòng)的距離s為30cm．求杠桿的機(jī)械效率。解法1：解法2：解：答：效率為50%。變式訓(xùn)練2.如圖所示，在測(cè)定杠桿機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)中，豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，使掛在杠桿OB下面的物塊緩慢上升至虛線位置，物體上升的高度為30cm，測(cè)力計(jì)上升的高度為20cm，這一過(guò)程中杠桿的機(jī)械效率為90%，測(cè)力計(jì)的讀數(shù)如圖所示，（1）物塊的重力為多少？（2）若此過(guò)程中額外功均來(lái)自杠桿自重，且杠桿重心豎直向上移動(dòng)了0.1m，則杠桿重為多少？由可知由可知由可知解：（1）（2）答：（1）物重為1.5N。

（2）桿重為0.5N。例題2.如圖所示是測(cè)量杠桿機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)情景(測(cè)力計(jì)和杠桿重力忽略不計(jì)）。把表中數(shù)據(jù)填寫完整。物體重G／N物體上升的高度h／cm彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F／N彈簧測(cè)力計(jì)移動(dòng)的豎直距離S／cm有用功W有／J總功W總／J機(jī)械效率η／％4

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152.40.60.7283.3三、實(shí)驗(yàn)中杠桿機(jī)械效率的計(jì)算已知?jiǎng)恿Ρ凼亲枇Ρ鄣?倍，把物體提升20cm時(shí)，手壓杠桿下降的高度為_(kāi)______。60cm變式訓(xùn)練：工人用一均勻杠桿將重為1000N的貨物勻速提高1m，如果動(dòng)力臂與阻力臂之比為2：1，而工人所用的拉力為600N。則在此過(guò)程中拉力豎直向上移動(dòng)的距離為_(kāi)______。有用功為_(kāi)____J,總功為_(kāi)______J杠桿的機(jī)械效率為_(kāi)____，如果克服摩擦做功40J，則此杠桿的自重為_(kāi)____N。2m100016083.3%1200例題3．用如圖所示的裝置探究杠桿的機(jī)械效率與懸掛點(diǎn)的關(guān)系，OC是一根均勻的杠桿，且OA=AB=BC，分別把鉤碼掛在A點(diǎn)和B點(diǎn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（不計(jì)摩擦），收集的數(shù)據(jù)如下表：懸掛點(diǎn)鉤碼重力G/N鉤碼上升高度h/m拉力的大小F/N拉力移動(dòng)距離s/m機(jī)械效率ηA60.230.666.7%B60.250.3（1）鉤碼掛在B點(diǎn)時(shí)的機(jī)械效率η=_________

（2）從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析得出，杠桿的機(jī)械效率與懸掛點(diǎn)_________（有關(guān)/無(wú)關(guān)），影響杠桿的機(jī)械效率的因素有多個(gè)，請(qǐng)你再說(shuō)出一個(gè)：_________。80%有關(guān)杠桿自重例題3．用如圖所示的裝置探究杠桿的機(jī)械效率與懸掛點(diǎn)的關(guān)系，OC是一根均勻的杠桿，且OA=AB=BC，分別把鉤碼掛在A點(diǎn)和B點(diǎn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（不計(jì)摩擦），收集的數(shù)據(jù)如下表：懸掛點(diǎn)鉤碼重力G/N鉤碼上升高度h/m拉力的大小F/N拉力移動(dòng)距離s/m機(jī)械效率ηA60.230.666.7%B60.250.3（3）分析表格中數(shù)據(jù)，請(qǐng)你求出杠桿的自重為_(kāi)________

（4）若把彈簧測(cè)力計(jì)由C點(diǎn)移到B位置，點(diǎn)O位置不變，仍將掛在A點(diǎn)的鉤碼提升相同的高度，則杠桿的機(jī)械效率將_________（填“變大”、“變小”或“不變”）。2N不變變式訓(xùn)練

：小明用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置研究“杠桿的機(jī)械效率”。實(shí)驗(yàn)時(shí)，將總重為G=100N的鉤碼掛在鐵質(zhì)杠桿上，彈簧測(cè)力計(jì)作用于P點(diǎn)，現(xiàn)豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，鉤碼上升的高度為h=0.2m，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為F=50N，其移動(dòng)的距離為s=0.6m，則杠桿的機(jī)械效率η=________（結(jié)果保留一位小數(shù)）。（1）若增加鉤碼的重量，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，杠桿的機(jī)械效率將_________（選填“變大”、“變小”或“不變”）；66.7%變大（3）若鉤碼的重量不變，將彈簧測(cè)力計(jì)移動(dòng)到Q點(diǎn)，仍將鉤碼勻速提升h的高度，設(shè)此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為F'，杠桿的機(jī)械效率為η'，若不計(jì)轉(zhuǎn)軸O處的摩擦，則：F'

F，η'

η（選填“＞”“=”或“＜”）。＞=（2）若鉤碼的重量不變，將鉤碼懸掛點(diǎn)移動(dòng)到Q點(diǎn)