学习目标。
1.知道什么是有用功、额外功、总功。
2.理解机械效率,会计算机械效率。
3.学会测定滑轮组的机械效率。
4.了解提高机械效率的方法。
自主**。学点一:有用功和额外功。
**实验:使用动滑轮能否省功。
方法点拨:(1)如图甲,用弹簧测力计将钩码匀速提升一定的高度,计算拉力所做的功。
2)如图乙,用弹簧测力计并借助一个动滑轮将同样的钩码匀速提升相同的高度,计算拉力所做的功。
提出问题:为了计算拉力做功需要测量哪些量,应怎样测量?
实验结论:使用动滑轮不省功。
自主学习:阅读课本p85~p86的内容,了解有用功和额外功。
归纳总结:1.在完成任务中,必须要做的功叫做 ,用表示。
2.在完成任务中,不用做但又不得不做的功,叫做 ,用表示。
3. 与之和是总共做的功叫做总功,用表示。
学点二:机械效率。
提出问题:从功的角度分析比较哪种机械性能好呢?
情境1:有用功相同,额外功不同。
情境2:额外功相同,有用功不同。
情境3:有用功不同,额外功不同。
自主学习:阅读课本p86的内容,了解机械效率。
归纳总结:1.物理学中,将跟的比值叫做机械效率,用符号表示。
2.机械效率公式:
3.机械效率通常用百分数表示,没有单位,有用功总总功,所以机械效率总 1。
学点三:**滑轮组的机械效率。
思考讨论:测量滑轮组的机械效率需要测量哪些物理量,怎样测量?
设计实验:用弹簧测力计分别测量钩码的重力g和拉力f,用刻度尺测量钩码上升的高度h和弹簧测力计移动的距离s。使用同一滑轮组,只改变被提升物体的重,测出每次的物重、提升的高度、拉力、绳端移动的距离s,填入**,并计算每次的机械效率。
注意事项:1)竖直向上匀速拉动弹簧测力计;
2)应在匀速拉动过程中读数。
归纳总结:1.同一滑轮组,提起的重物的重力越 ,滑轮组的机械效率越 。
2滑轮组的机械效率与物体被提升的高度 。
课堂检测。1.李玲同学值日时用水桶将水从一楼提到三楼教室,她做的有用功是( )
a.对桶所做的功 b.对水所做的功。
c.对水和桶所做的功 d.对水、桶和人所做的功。
2.买茶杯的人,从货架上拿起茶杯;喝茶水的人,从桌面上端起盛茶水的茶杯,就两人克服茶杯重力做的功,下列说法中正确的是( )
a.都是有用功 b.都是额外功。
c.对喝茶的人而言是有用功 d.对买茶杯的人而言是有用功。
3.关于机械效率,下列说法中正确的是( )
a.机械做的功越多,机械效率越高。
b.机械做的总功越多,机械效率越高。
c.做的额外功越多,机械效率就越高。
d.额外功在总功中占的比例越大,机械效率就越低。
4.如图所示的剪刀剪纸的机械效率为80%,这表示( )
a.若作用在剪刀的动力是1n,则阻力是0.8n
b.若作用在剪刀的阻力是1n,则动力是0.8n
c.若作用在剪刀的动力做功1j,则有0.2j的功用于剪纸。
d.若作用在剪刀的动力做功1j,则有0.8j的功用于剪纸。
5.如图所示,用滑轮组提升重物时,重800n的物体在10s内匀速上升了1m。已知拉绳子的力f为500n,则提升重物的过程中( )
a.做的有用功是800j
b.拉力f的功率是80w
c.绳子自由端被拉下3m
d.滑轮组的机械效率是60%
6.如图所示,有一斜面长为l、高为h,现用力f沿斜面把重为g的物体从底端匀速拉到顶端。已知物体受到斜面的摩擦力为ff,则下列关于斜面机械效率η的表达式正确的是( )
a.η=b.η=
c.η=d.η=
7.小明用同一滑轮组分别将甲、乙两组钩码提升相同的高度,如图所示。他两次提升钩码所用的拉力分别为f甲和f乙,则f甲 f乙;所做的有用功分别为w甲和w乙,机械效率分别为η甲和η乙,则w甲 w乙,η甲 η乙。
(均选填“>”或“<”
8.如图所示装置,绳重及摩擦不计。装卸工人将重为800n的货物提至高处,人对绳的拉力f1为500n,货物在1min内匀速上升了5m。
1)请在图上画出绳子的绕法;
2)求滑轮组的机械效率;
3)如果重物是600n,要把重物提升5m,求拉力做的功。
参***。自主**。
学点一:有用功和额外功。
1.有用功 w有。
2.额外功 w额。
3.有用功额外功 w总。
学点二:机械效率。
1.有用功总功 η
3.小于小于。
学点三:**滑轮组的机械效率。
1.大高。2. 无关。
课堂检测。解析:将水桶从一楼提到三楼的目的是将水提上去,而水桶是为了装水,虽然没有用但是必须要做的,故对水所做的功为有用功,对水桶和人所做的功为额外功,对水、桶和人做的功为总功。
解析:喝茶的人目的是茶水,因此对茶水做的功是有用功,对茶杯做的是额外功;买茶杯的人目的是茶杯,对茶杯做的功是有用功。
解析:机械效率与做功的多少无关,机械效率等于有用功与总功的比值,有用功在总功中占的比例越大,机械效率越高;相反,额外功在总功中占的比例越大,机械效率就越低,故d项正确。
解析:剪刀可以看作是一个杠杆,根据杠杆的平衡条件f1l1=f2l2知,要比较动力或阻力大小,必须知道动力臂和阻力臂,a、b两项错误;利用剪刀的目的是剪纸,所以剪纸做的功是有用功,由机械效率为80%知,如果动力做功1j,有0.8j是用于剪纸,c项错误,d项正确。
解析:在提升重物的过程中w有=gh=800n×1m=800j;拉力f的功率是p==100w;绳子自由端被拉下s=2×1m=2m;滑轮组的机械效率是η==80%。
解析:斜面机械效率η等于有用功gh与总功之比,总功等于力f乘以在力的方向上运动的距离,也等于有用功加上额外功,此题额外功等于ffl,故d项正确。
7.答案:<
解析:甲、乙滑轮组承担物重的绳子股数都是三股,提起的重物越重,所需的拉力越大,所以f甲8.答案:(1)绕法如图所示。
2)滑轮组的机械效率:η=80%。
3)动滑轮的重力:g动=2f1-g物=2×500n-800n=200n。
拉力f2==400n,w=f2s=400n×5×2m=4000j。
解析:人站在地上拉绳子,绳子末端方向向下,一个动滑轮,所以有两股绳子承担物重,绳端固定在定滑轮上;滑轮组的机械效率可由公式η=直接求出;当重物改变时机械效率改变,故不能利用第(2)问的机械效率求解,这里是学生常出错的地方,一定要找到变化中不变的量,动滑轮的重力始终没有变,先求出g动=2f1-g物=2×500n-800n=200n,f2==400n,再求出拉力做的功,w=f2s=400n×5×2m=4000j。
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