使用機(jī)械是否省功-課件

§9.5探究——使用機(jī)械是否省功1§9.5探究——使用機(jī)械是否省功1一、實(shí)驗(yàn)探究提出問(wèn)題——制定計(jì)劃——收集證據(jù)——分析與結(jié)論要把這個(gè)物體運(yùn)到高處，有哪些方法？2一、實(shí)驗(yàn)探究提出問(wèn)題——制定計(jì)劃——收集證據(jù)——分析與結(jié)論要精品資料3精品資料3你怎么稱呼老師？如果老師最后沒(méi)有總結(jié)一節(jié)課的重點(diǎn)的難點(diǎn)，你是否會(huì)認(rèn)為老師的教學(xué)方法需要改進(jìn)？你所經(jīng)歷的課堂，是講座式還是討論式？教師的教鞭“不怕太陽(yáng)曬，也不怕那風(fēng)雨狂，只怕先生罵我笨，沒(méi)有學(xué)問(wèn)無(wú)顏見(jiàn)爹娘……”“太陽(yáng)當(dāng)空照，花兒對(duì)我笑，小鳥(niǎo)說(shuō)早早早……”44問(wèn)題：采用機(jī)械提升重物相比于直接提升重物，是否省功？s=?hFF定性實(shí)驗(yàn)：尋找規(guī)律5問(wèn)題：采用機(jī)械提升重物相比于直接提升重物，是否省功？s=?定量實(shí)驗(yàn)：收集證據(jù)力F/N距離/m力做的功W/JF1=G=h=W1=F1h＝F2=s=W2＝F2s

=W2

W16定量實(shí)驗(yàn)：收集證據(jù)力F/N距離/m力做的功W/JF1=G=

在使用動(dòng)滑輪提升重物時(shí)，實(shí)際拉力的功W2

于動(dòng)滑輪提升重物的功W1，這是因?yàn)閃2中還包括了

的功以及

的功。分析與結(jié)論大提升動(dòng)滑輪做克服摩擦做FG物7在使用動(dòng)滑輪提升重物時(shí)，實(shí)際拉力的功W2于動(dòng)滑輪實(shí)際中：Fs>Gh一、功的原理：

使用任何機(jī)械都不能省功。hs=3hT=G8實(shí)際中：Fs>Gh一、功的原理：

使用任何機(jī)械都不能省功。3、總功：有用功與額外功的總和1、有用功：機(jī)械對(duì)物體做的功 2、額外功：克服機(jī)械自重和摩擦所做的功F有用功總功W總＝W有＋

W額外二、機(jī)械效率：（動(dòng)力對(duì)機(jī)械做的功）（直接用手所做的功）有用功F總功F1F193、總功：有用功與額外功的總和1、有用功：機(jī)械對(duì)物體做的功 使用機(jī)械做功認(rèn)識(shí)W有、W額、W總不使用機(jī)械，直接用手所做的功有用功總功GhFs＞F1h=GhTTs=2hhFFF1有用功10使用機(jī)械做功認(rèn)識(shí)W有、W額、W總不使用機(jī)械，直接用手所做的功對(duì)有用功、額外功、總功的理解人提沙子做功1、對(duì)砂子做功2、對(duì)桶做功3、克服自重做功人拉滑輪做功1、對(duì)砂子做功2、對(duì)桶做功3、對(duì)動(dòng)滑輪做功人拉滑輪做功1、對(duì)砂子做功2、對(duì)口袋做功3、對(duì)動(dòng)滑輪做功11對(duì)有用功、額外功、總功的理解人提沙子做功1、對(duì)砂子做功2、

豎直使用滑輪組勻速提升重物時(shí)，有用功為G物h，水平使用滑輪組時(shí)，怎樣求有用功呢？FaFG物hfLF1=G物F1F1F1=f12 豎直使用滑輪組勻速提升重物時(shí)，有用功為G物h，水平使用滑輪4、機(jī)械效率η：有用功跟總功的比值。

無(wú)單位，小于1，用百分?jǐn)?shù)形式表示。

在總功中有用功所占的比例越

越好。大理想情況下-----η＝1“等功”

實(shí)際情況下-----η＜1“費(fèi)功”

134、機(jī)械效率η：無(wú)單位，小于1，用百分?jǐn)?shù)形式表示。機(jī)械效率公式的實(shí)際變形：（1）在空氣中提升重物；（2）在液體中提升重物；（3）在水平面上拉動(dòng)重物；（4）斜面。14機(jī)械效率公式的實(shí)際變形：14F有用功總功（1）在空氣中提升重物

若不計(jì)繩重及軸的摩擦，進(jìn)一步有：15F有用功總功（1）在空氣中提升重物 若不計(jì)繩重及軸的摩擦，進(jìn)F有用功總功已知：G物F

hsv物

v繩

W有用=__W總=__

P有用=__P總=__

s=__hv繩=__v物

（1）在空氣中提升重物16F有用功總功已知：W有用=__W總=__P有用=_F有用功總功（2）在液體中提升重物①在液體中提升重物，不計(jì)液體的阻力，有：②若不計(jì)繩重及軸的摩擦，有：17F有用功總功（2）在液體中提升重物①在液體中提升重物，②若不有用功F總功（3）水平使用滑輪組

F1F218有用功F總功（3）水平使用滑輪組F1F218已知：G物F

fsLv物

v繩

s=__Lv繩=__v物

有用功F總功W有用=__W總=__

P有用=__P總=__

（3）水平使用滑輪組

F119已知：s=__Lv繩=__v物有用功F總LhF已知：G物fFLh（4）斜面20LhF已知：（4）斜面20斜面斜面是一種省力機(jī)械21斜面斜面是一種省力機(jī)械21無(wú)障礙坡道22無(wú)障礙坡道22停車(chē)樓23停車(chē)樓23變形斜面24變形斜面24

某起重機(jī)的機(jī)械效率是60％，表示什么含義？

起重機(jī)提升重物時(shí)所做的有用功跟總功的比值為60％25 某起重機(jī)的機(jī)械效率是60％，表示什么含義？ 起重機(jī)提升重物例：用一動(dòng)滑輪將重200N的砂子提到9m高的腳手架上，所用力是120N，求有用功、總功、機(jī)械效率各是多少？解：26例：用一動(dòng)滑輪將重200N的砂子提到9m高的腳手架上，所用力（1）減小機(jī)械自重（2）減小機(jī)械間的摩擦力。三、如何提高機(jī)械效率克服機(jī)械自重和摩擦所做的功27（1）減小機(jī)械自重三、如何提高機(jī)械效率克服機(jī)械自重和27

（3）在機(jī)械強(qiáng)度允許的范圍內(nèi)，增大所提重物的重力。

28 （3）在機(jī)械強(qiáng)度允許的范圍內(nèi)，增大所提重物的重力。28判斷以下說(shuō)法是否正確：1、有用功越多，機(jī)械效率越高；2、額外功越少，機(jī)械效率越高；3、物體做功的功率越低，機(jī)械效率越低；4、做總功越多，機(jī)械效率越低；5、做相同的有用功，額外功越少，機(jī)械效率越高；6、做相同的總功時(shí)，有用功越多，機(jī)械效率越高；7、用不同的滑輪組，做的有用功相同時(shí)，機(jī)械效率一定相同；8、因?yàn)橛杏霉π∮诳偣Γ詸C(jī)械效率總小于1；9、做的額外功一定時(shí)，總功越少，機(jī)械效率越高；10、有用功在總功中占的比例越大，機(jī)械效率越高。29判斷以下說(shuō)法是否正確：291、下列說(shuō)法中正確的是（）

A、相同時(shí)間內(nèi)做功越多，功率越大B、功率大的機(jī)械做功一定較快

C、功率越大的機(jī)械，機(jī)械效率也越高D、做功相等時(shí)，功率大的所用時(shí)間少練習(xí)：301、下列說(shuō)法中正確的是（）練習(xí)：302、小明為幫助爸爸搬運(yùn)裝修材料設(shè)計(jì)了如圖8所示的甲、乙兩種方案，小明采用這兩種搬運(yùn)方案分別將地面上質(zhì)量相同的材料運(yùn)送到二樓的過(guò)程中，實(shí)際所用拉力和時(shí)間均相同。已知每個(gè)滑輪受到的重力相同，繩重與滑輪的摩擦均可忽略不計(jì)。則利用甲、乙兩種方案()

A．小明所做的有用功之比為3:4

B．小明所做的總功之比為1:1C．滑輪組的機(jī)械效率之比為4:3

D．小明施加拉力的功率之比為4:3甲乙圖8312、小明為幫助爸爸搬運(yùn)裝修材料設(shè)計(jì)了如圖8所示的甲、乙兩種方 3、在如圖所示的滑輪組中，動(dòng)滑輪的總重是200N（繩的自重和輪軸間摩擦均不計(jì)）。 求：當(dāng)提起800N的物體時(shí)，繩自由端拉力F至少應(yīng)是多少?滑輪組的機(jī)械效率是多大？F32 3、在如圖所示的滑輪組中，動(dòng)滑輪的總重是200N（繩的自 4、有一重為800N的物體，在水中受到的浮力為200N，系在滑輪組的下端，如圖所示，若動(dòng)滑輪自重為150N。不計(jì)摩擦和水的阻力，求物體在水中勻速上升時(shí)滑輪組的機(jī)械效率。（g=10N/kg）F33 4、有一重為800N的物體，在水中受到的浮力為200N，系5、如圖所示的滑輪組來(lái)拉動(dòng)鋼錠，已知鋼錠與地面間的摩擦力f為1200N，若此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率為80％。（1）求拉繩子的力F至少多大？（2）如果想用更小的力拉動(dòng)鋼錠，請(qǐng)你提出一條可行性建議。Ff345、如圖所示的滑輪組來(lái)拉動(dòng)鋼錠，已知鋼錠與地面間的摩擦力f為《伴你學(xué)》P66/46、如圖所示，用滑輪和桶組成的裝置來(lái)提水，已知滑輪重4N，桶重6N，桶中的水重50N，現(xiàn)將水桶在4s內(nèi)勻速提升了5m。不計(jì)繩重和摩擦，求該裝置的機(jī)械效率?；喗Mη看鉤子，下面有什么，都算作有用功F裝置（滑輪組提升水的）η

，看目的35《伴你學(xué)》P66/4滑輪組η看鉤子，下面有什么，都算作有用功

7、某工地用圖8所示的裝置提升貨物，固定在水平工作臺(tái)上的卷?yè)P(yáng)機(jī)（其內(nèi)部有電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力）通過(guò)滑輪組勻速提升貨物時(shí)拉動(dòng)繩子的功率恒定。第一次提升質(zhì)量為480kg的貨物上升4m，卷?yè)P(yáng)機(jī)對(duì)繩子的拉力為F1，提升貨物的機(jī)械效率為80%；第二次提升質(zhì)量為360kg的貨物時(shí)，卷?yè)P(yáng)機(jī)對(duì)繩子的拉力為F2。已知?jiǎng)踊喪艿降闹亓?40N，取g=10N/kg，繩重及滑輪的摩擦均可忽略不計(jì)。則以下結(jié)論正確的是（

）A．前后兩次提升貨物過(guò)程中貨物豎直向上運(yùn)動(dòng)的速度之比為4:5B．卷?yè)P(yáng)機(jī)對(duì)繩子的拉力F2的大小為1280NC．第一次工作過(guò)程中拉力所做的總功為8000JD．利用此裝置第二次工作過(guò)程中滑輪組的機(jī)械效率為95%圖8卷?yè)P(yáng)機(jī)工作臺(tái)提升架貨物AD367、某工地用圖8所示的裝置提升貨物，固定在水平工作臺(tái)B選項(xiàng)是怎么算出來(lái)的？C選項(xiàng)是怎么算出來(lái)的？圖8卷?yè)P(yáng)機(jī)工作臺(tái)提升架貨物37B選項(xiàng)是怎么算出來(lái)的？C選項(xiàng)是怎么算出來(lái)的？圖8卷?yè)P(yáng)機(jī)工作臺(tái).如圖22所示，AB是一杠桿，可繞支點(diǎn)O在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，AO：OB=2：3，OD：DB=1：1，滑輪重為100N。當(dāng)在B點(diǎn)施加大小為F的豎直向下的拉力時(shí)，杠桿在水平位置平衡，邊長(zhǎng)為0.2m的正方體M對(duì)水平地面的壓強(qiáng)為7500pa；當(dāng)在D點(diǎn)施加大小為F的豎直向下的拉力時(shí)，杠桿在水平位置平衡，正方體M對(duì)水平地面的壓強(qiáng)為15000pa。（若不計(jì)杠桿重、繩重和摩擦，圖中各段繩子所受拉力均沿豎直方向）則拉力F的大小為

。答案：200N38.如圖22所示，AB是一杠桿，可繞支點(diǎn)O在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，A8、質(zhì)量為60kg的小明站在水平地面上，利用如圖29所示裝置提升物體A。物體A的質(zhì)量mA為72kg，底面積SA為2×10-2m2。當(dāng)小明施加豎直向下的拉力為F1時(shí)，物體A未被拉動(dòng)，此時(shí)物體A對(duì)地面的壓強(qiáng)p為5×103Pa，小明對(duì)地面的壓強(qiáng)為p1；當(dāng)小明施加豎直向下的拉力為F2時(shí)，物體A恰好勻速上升，小明對(duì)地面的壓強(qiáng)為p2，且p1：p2=16:15。已知B、C、D、E四個(gè)滑輪的質(zhì)量相同，不計(jì)繩重和摩擦，g取10N/kg。求：（1）當(dāng)小明施加豎直向下的拉力F1時(shí)，

物體A對(duì)地面的壓力FN；

（2）每個(gè)滑輪所受的重力G0；（3）當(dāng)小明施加豎直向下的拉力F2時(shí)，整個(gè)裝置的機(jī)械效率η。圖29DECBA///提示：兩根繩，每根繩上的力不同，不能直接套用公式！398、質(zhì)量為60kg的小明站在水平地面上，利用如圖29所示裝置常見(jiàn)的錯(cuò)誤解法：（典型錯(cuò)誤）圖29DECBA40常見(jiàn)的錯(cuò)誤解法：（典型錯(cuò)誤）圖29DECBA402TBFNGA+G0A和BF1F支1G人人2F1G0CTB412TBFNGA+G0A和BF1F支1G人人2F1G0CTB4關(guān)于解方程42關(guān)于解方程42h2h仿照以上公式，結(jié)合本題，如何整理出正確的η表達(dá)式h43h2h仿照以上公式，結(jié)合本題，如何整理出正確的η表達(dá)式h43第（3）問(wèn)，其它正確解法：44第（3）問(wèn)，其它正確解法：44斜面的機(jī)械效率：理想斜面（光滑）Lh非理想：45斜面的機(jī)械效率：理想斜面（光滑）Lh非理想：45

要使物體升高相同的高度，斜面越

越省力。長(zhǎng)斜面的機(jī)械效率與斜面的長(zhǎng)度、粗糙程度有什么關(guān)系？46要使物體升高相同的高度，斜面越越省

一斜面長(zhǎng)為3m，高為1m，把一重為600N的重物沿這個(gè)斜面勻速拉上斜面頂端時(shí)，（1）如果是光滑斜面，求拉力F；（2）如果實(shí)際所用的拉力為250N，求斜面的機(jī)械效率。練習(xí)：47 一斜面長(zhǎng)為3m，高為1m，把一重為600N的重物沿這個(gè)斜§9.6測(cè)滑輪組的機(jī)械效率

48§9.6測(cè)滑輪組的機(jī)械效率48實(shí)驗(yàn)裝置49實(shí)驗(yàn)裝置49問(wèn)題一：同一滑輪組掛不同數(shù)量的鉤碼時(shí)，機(jī)械效率相同嗎？（與物重的關(guān)系）

（“物體上升越高，機(jī)械效率越高”的說(shuō)法對(duì)不對(duì)？）（同一滑輪組機(jī)械效率是否恒定不變）問(wèn)題二：雙滑輪組和單滑輪組都掛相同的鉤碼時(shí)，機(jī)械效率相同嗎？（不同）問(wèn)題三：提高滑輪組的機(jī)械效率的方法是什么？明確探究問(wèn)題：50問(wèn)題一：同一滑輪組掛不同數(shù)量的鉤碼時(shí)，機(jī)械效率相同嗎？（與物實(shí)驗(yàn)測(cè)量滑輪組機(jī)械效率51實(shí)驗(yàn)測(cè)量滑輪組機(jī)械效率51需要測(cè)量：物重：G物；怎么測(cè)？彈簧測(cè)力計(jì)繩端拉力F；鉤碼上升高度：h；繩端移動(dòng)距離：s52需要測(cè)量：物重：G物；怎么測(cè)？彈簧測(cè)力計(jì)52應(yīng)用兩個(gè)位置坐標(biāo)的差值求距離應(yīng)用兩個(gè)位置坐標(biāo)的差值求距離53應(yīng)用兩個(gè)位置坐標(biāo)的差值求距離應(yīng)用兩個(gè)位置坐標(biāo)的差值求距離53練習(xí)：1、某實(shí)驗(yàn)小組在“測(cè)滑輪組機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)中得到的數(shù)據(jù)如下表所示，第1、2、3次實(shí)驗(yàn)裝置分別如圖中的甲、乙、丙所示。次數(shù)鉤碼重G/N鉤碼上升高度h/m有用功W有/J測(cè)力計(jì)拉力F/N測(cè)力計(jì)移動(dòng)距離s/m總功W總/J機(jī)械效率η120.10.20.90.30.2774.1％240.10.41.60.30.4883.3％340.11.10.50.5501N234501234501N234501234501N2345012345甲乙丙54練習(xí)：1、某實(shí)驗(yàn)小組在“測(cè)滑輪組機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)中得到的數(shù)據(jù)(1)比較第1次實(shí)驗(yàn)和第2次實(shí)驗(yàn)，可得結(jié)論：使用同樣的滑輪組，提起的鉤碼越重，滑輪組的機(jī)械效率越

。(2)第3次實(shí)驗(yàn)中所做的有用功是

J，機(jī)械效率是________。(3)第3次實(shí)驗(yàn)中動(dòng)滑輪個(gè)數(shù)比第2次實(shí)驗(yàn)多。動(dòng)滑輪自重增大，對(duì)動(dòng)滑輪所做的額外功

(選填“增大”或“減小”)，因而，由第2、3次實(shí)驗(yàn)可知：滑輪組的機(jī)械效率與動(dòng)滑輪自重大小有關(guān)。次數(shù)鉤碼重G/N鉤碼上升高度h/m有用功W有/J測(cè)力計(jì)拉力F/N測(cè)力計(jì)移動(dòng)距離s/m總功W總/J機(jī)械效率η120.10.20.90.30.2774.1％240.10.41.60.30.4883.3％340.11.10.50.5555(1)比較第1次實(shí)驗(yàn)和第2次實(shí)驗(yàn)，可得結(jié)論：使用同樣的滑輪組結(jié)論1：同一個(gè)滑輪組，提升不同的重物，機(jī)械效率是不同的．提升重物多的機(jī)械效率就高，因?yàn)轭~外功基本不變，做的有用功越多，機(jī)械效率就越高。結(jié)論2：不同結(jié)構(gòu)的滑輪組，提升相同的重物，機(jī)械效率一般也不同。結(jié)構(gòu)復(fù)雜的滑輪組所做的額外功多，因此做同樣的有用功，其機(jī)械