2025年春新北師大版物理八年級下冊課件 第九章 機(jī)械和功 第五節(jié) 探究使用機(jī)械是否省功

第九章機(jī)械和功第五節(jié)探究使用機(jī)械是否省功觀察與思考為什么要使用下列工具？省力省距離想一想有沒有機(jī)械可以省功呢？學(xué)習(xí)目標(biāo)探究使用機(jī)械是否省功。1了解什么是有用功、額外功和總功。（重點(diǎn)）2理解什么是機(jī)械效率。（重點(diǎn)）3探究使用機(jī)械是否省功探究使用動滑輪是否省功猜想與假設(shè)使用機(jī)械不能省功。制定計(jì)劃直接用手通過彈簧測力計(jì)勻速豎直提起一個(gè)重物，測算出拉力對重物做的功W1。再用彈簧測力計(jì)通過一個(gè)動滑輪吊起重物，使重物勻速上升相同的高度，測算出對繩端的拉力做的功為W2。比較W1、W2的大小就可以探究使用動滑輪是否省功。探究使用機(jī)械是否省功探究使用動滑輪是否省功收集證據(jù)按照下圖所示的過程進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中保持重物緩慢上升。用彈簧測力計(jì)測量拉力。記錄重物和繩子自由端的始、末位置。將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及計(jì)算結(jié)果填入實(shí)驗(yàn)表格。探究使用機(jī)械是否省功探究使用動滑輪是否省功收集證據(jù)將以上數(shù)據(jù)及計(jì)算結(jié)果填入表中。力/N移動距離/m力做的功/J由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，W2

W1。＞想一想，這是為什么？G=3F=F′=2h=0.2s=0.4W1=Fh=0.6W2=F's=0.8探究使用機(jī)械是否省功探究使用動滑輪是否省功交流討論一、直接用彈簧測力計(jì)勻速提升重物，拉力要對重物做功。二、拉動繩子使動滑輪上升時(shí)，拉力在對重物做功的同時(shí)也要對動滑輪做功，同時(shí)還要克服動滑輪上的摩擦做功。因此使用動滑輪并不省功。思考：使用其他機(jī)械能省功嗎？大量實(shí)驗(yàn)表明：使用任何機(jī)械都不能省功。探究使用機(jī)械是否省功探究使用動滑輪是否省功機(jī)械效率

提升重物時(shí)，不可避免的要對繩和動滑輪本身做功，還要克服摩擦做功。提升重物時(shí)，動滑輪對重物做的功是有用的。機(jī)械效率有用功（W有用）在用動滑輪提升重物時(shí)，動滑輪對物體所做的功叫作

。提升重物時(shí)，不可避免地要對繩和動滑輪本身做功，還要克服摩擦做功，這部分功叫作

。額外功（W額外）有用功與額外功的總和叫作________________。總功（W總）W總=W有用+W額外機(jī)械效率如圖所示是某地區(qū)的供水系統(tǒng)發(fā)生故障后，居民利用滑輪提水的情景。在這個(gè)情景中，人所做的功哪部分是有用功，哪部分是額外功？克服水的重力做的功為有用功，克服水桶、繩子重及摩擦所做的功為額外功。如果桶掉到井里，從井里撈桶的時(shí)候，撈上的桶里帶了一些水，這種情況下哪部分是有用功，哪部分是額外功？提水桶所做的功是有用功，提水所做的功是額外功。思考：機(jī)械效率我們希望在總功中有用功所占的比例越大越好。有用功的比例大，說明機(jī)械的工作效率高。我們用有用功跟總功的比值來描述機(jī)械的這種特性，稱之為機(jī)械效率。機(jī)械效率（η）表示為η＝W有用W總有用功是總功的一部分，所以W有用<W總，因此η總是小于1。注：機(jī)械效率一般用百分?jǐn)?shù)表示，沒有單位。機(jī)械效率交流討論2.使用滑輪組提升重物時(shí)，影響其機(jī)械效率的因素有哪些？影響滑輪組機(jī)械效率的因素有動滑輪的自重、繩子與滑輪之間的摩擦力3.使用杠桿提升重物時(shí)，機(jī)械效率能達(dá)到1嗎？不能，杠桿的自重和摩擦力都會影響杠桿的機(jī)械效率1.怎樣提高機(jī)械效率？減小額外功的占比，增大有用功的占比機(jī)械效率起重機(jī)的機(jī)械效率是50%，它表示什么意義？使用起重機(jī)提升重物時(shí)所做的有用功跟總功的比值是50%，也可以說有用功在總功中占的比例是50%，另外的50％是額外功。練一練關(guān)于機(jī)械效率的說法中正確的是（

）A．越省力的機(jī)械，效率越高B．做有用功越多的機(jī)械，效率越高C．做相同的功，額外功的值越小，效率越高D．做功越快的機(jī)械，效率越高C機(jī)械效率機(jī)械效率的計(jì)算例題起重機(jī)把質(zhì)量為0.5t的重物勻速提升了3m，而它的電動機(jī)所做的功是3.4×104J，起重機(jī)的效率是多少？（g

取10N/kg）解：起重機(jī)勻速提升重物所用的力與物體所受的重力大小相等F＝G＝mg＝0.5×103kg×10N/kg＝5×103N起重機(jī)提升重物所做的功是有用功W有＝Fh＝5×103N×3m＝1.5×104J機(jī)械效率機(jī)械效率的計(jì)算例題起重機(jī)把質(zhì)量為0.5t的重物勻速提升了3m，而它的電動機(jī)所做的功是3.4×104J，起重機(jī)的效率是多少？（g

取10N/kg）起重機(jī)提升重物所做的功是有用功W有＝Fh＝5×103N×3m＝1.5×104J因此，起重機(jī)的機(jī)械效率起重機(jī)的電動機(jī)所做的功是總功W總＝3.4×104JW有用W總＝η＝1.5×104J3.4×104J＝0.4444%＝機(jī)械效率斜面斜面與水平面成一定角度的平面,也是簡單機(jī)械的一種。斜面是一個(gè)能省力，但費(fèi)距離的簡單機(jī)械。機(jī)械效率斜面螺旋——特殊的斜面螺旋可以看作是繞在圓柱上的斜面。飲料瓶瓶蓋、木螺絲、螺桿、螺母等都是利用螺旋的裝置。螺旋除了省力，還可以將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動與沿軸的直線運(yùn)動進(jìn)行相互轉(zhuǎn)化。機(jī)械效率斜面斜面的應(yīng)用樓梯盤山公路立交橋課堂小結(jié)探究使用機(jī)械是否省功有用功機(jī)械效率額外功總功斜面對重物做的功對繩和動滑輪做的功，克服摩擦做的功有用功與額外功的總和有用功跟總功的比值叫做機(jī)械效率機(jī)械效率總小于1W有用W總η＝省力的簡單機(jī)械隨堂訓(xùn)練1．施工工地上一個(gè)滑輪組經(jīng)過改進(jìn)后提高了機(jī)械效率，用它把同一物體提升到相同的高度，改進(jìn)后和改進(jìn)前相比較（）A．總功不變，有用功增加了

B．總功不變，額外功增加了

C．有用功減少了

D．有用功不變，總功減少了D隨堂訓(xùn)練2．如圖所示，用甲、乙兩個(gè)滑輪組分別將不同的物體A和B勻速提升相同的高度，滑輪完全相同且不計(jì)繩重和摩擦，若滑輪組甲的機(jī)械效率較大，則下列判斷正確的是（）①A物體比B物體輕②提升A的拉力較大③提升A所做的額外功較少④提升B做的總功較少BA．只有①③ B．只有②④C．只有②③ D．只有①④隨堂訓(xùn)練3．一臺起重機(jī)將重3600N的貨物提高5m。求：（1）起重機(jī)做的有用功是多少？（2）如果額外功是12000J，起重機(jī)的機(jī)械效率是多少？解：（1）W有＝Gh＝3600N×5m＝18000J；（2）如果額外功是12000J，則總功為：

W總＝W有+W額＝18000J+12000J＝30000J；起重機(jī)的機(jī)械效率：