滬粵九年級(jí)上冊(cè)物理 第十一章 第三節(jié) 如何提高機(jī)械效率 導(dǎo)學(xué)案

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1、第三節(jié) 如何提高機(jī)械效率 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 1、結(jié)合實(shí)例認(rèn)識(shí)有用功、額外功、及總功，掌握各種功的計(jì)算方法 2、掌握機(jī)械效率的概念，會(huì)進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算 3、能通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究滑輪組機(jī)械效率影響因素 【學(xué)習(xí)重點(diǎn)】正確找到有用功、額外功、總功及機(jī)械效率的簡(jiǎn)單計(jì)算 【學(xué)習(xí)難點(diǎn)】正確找到有用功、額外功、總功及機(jī)械效率的簡(jiǎn)單計(jì)算 【自主學(xué)習(xí)】 知識(shí)點(diǎn)1．功的分類 1.有用功: 。 2.額外功: 。 3.總功:_

2、 。 4.三者關(guān)系: 。 2．機(jī)械效率：（1）定義: 。（2）公式： 。 知識(shí)點(diǎn)2．機(jī)械效率 1.___________________________叫機(jī)械效率。用_______表示總功,_______表示 有用功,________表示機(jī)械效率。計(jì)算機(jī)械效率的表達(dá)式是:__________________ 2.提高機(jī)械效率的辦法主要有哪些?

3、 知識(shí)點(diǎn)3．測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率 學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)： 測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模? 實(shí)驗(yàn)原理： 實(shí)驗(yàn)器材： 注意事項(xiàng)：豎直向上，緩慢拉動(dòng)測(cè)力計(jì)。 實(shí)驗(yàn)步驟： 實(shí)驗(yàn)次數(shù) 鉤碼的重力G/N 鉤碼上升 高度h/m 有用功 W有/J 拉力 F/N 繩端移動(dòng)

4、 距離S/m 總功 W總/J 機(jī)械效率η 1 2 3 交流討論： ⑴影響滑輪組機(jī)械效率高低的主要因素是什么？ ⑵對(duì)于同一滑輪組如何提高機(jī)械效率？ ⑶機(jī)械效率和功率的區(qū)別？ 【典型例題】 1、下列說(shuō)法正確的是（　?。? A．效率高的機(jī)械，功率一定大 B．做功時(shí)間

5、長(zhǎng)的機(jī)械，功率一定大 C．所有機(jī)械的機(jī)械效率都小于1 D．功率大的機(jī)械做的功一定多 2、在不計(jì)摩擦和繩子質(zhì)量的情況下,分別使用定滑輪、動(dòng)滑輪、滑輪組(兩個(gè)定滑輪和兩個(gè)動(dòng)滑輪)勻速提升同一物體到同一高度處,其機(jī)械效率分別為η定、η動(dòng)、η組,則下列選項(xiàng)正確的是 （ ） A.η組<η動(dòng)<η定 B.η定<η動(dòng)<η組 C.η動(dòng)<η定<η組 D.η定<η組<η動(dòng) 3、利用如圖所示的滑輪組提起重物。（1）當(dāng)被提起重物的重力是150N時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率為60%，求繩端拉力。（2）若被提起重物的重力為250N時(shí)，求

6、重物上升2m時(shí)，繩端拉力做的功。（繩的自重和輪軸間摩擦均不計(jì)） 4、在物理課上，同學(xué)們通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)斜面的機(jī)械效率進(jìn)行探究。其中一組同學(xué)研究“斜面的傾斜程度跟機(jī)械效率的關(guān)系”。下表是他們的部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)?！　? 實(shí)驗(yàn)序號(hào) 斜面傾q / 木塊重G/N 拉力F/N 斜面高 h/cm 斜面長(zhǎng) S/cm 機(jī)械效 率η/% 1 10 2 0.6 10 57.6 57.9 2 15 2 0.8 10 38.6 64.8 3 20 2 1.0 10 29.2 68.5 4 25 2 1.1 10 24.0 75.8 5 3

7、0 2 1.2 10 20.0 83.3 （1）分析表中的數(shù)據(jù)，可以知道： 　?、傩泵娴臋C(jī)械效率跟斜面傾角（傾斜程度）的關(guān)系是_______________； 　　②實(shí)驗(yàn)中，拉力做的有用功__________（填“相等”或“不相等”）； 　?、蹖?shí)驗(yàn)中，隨著斜面傾角的增大，拉力做的總功__________（填“增加”“不變”或“減少”）； ④額外功減少的原因是______________________________________。 （2）進(jìn)而可以有如下推論： ①木塊受到的摩擦力跟斜面傾角的關(guān)系是_______________________； 　 ②從影響滑動(dòng)摩

8、擦力大小因素方面分析，在實(shí)驗(yàn)中，摩擦力的大小發(fā)生變化的原因是_______________________。 【反饋檢測(cè)】 1、關(guān)于機(jī)械效率的下列說(shuō)法中，正確的是（　?。? A．利用機(jī)械越省力，機(jī)械效率越高 B．機(jī)械做功越快，機(jī)械效率越高 C．有用功相同、總功越大機(jī)械效率越高 D．額外功相同、有用功越大的機(jī)械效率越高 2、工人用滑輪組把一箱箱貨物從一樓提升到五樓，在滑輪組上加潤(rùn)滑油后，機(jī)械效率提高了，則加潤(rùn)滑油后工人提升同樣的重物時(shí)，做功的（　?。? A．有用功減小，總功不變 B．有用功增加，總功增加 C．有用功減小，總功減小 D．有用功不變，

9、總功減小 3、工人用如圖所示的滑輪組提起重2000N的物體，若工人勻速提升這個(gè)物體所用的拉力是800N，則該滑輪組的機(jī)械效率為　　　　　　；若工人用800N的拉力在1min內(nèi)將這個(gè)物體勻速提高了3m，他做功的功率為　　　　　　W。 4、某興趣小組用如圖甲所示的滑輪組（物體與動(dòng)滑輪用繩子a連接）勻速拉動(dòng)放在同一水平面上的不同物體，物體受到的摩擦力從200N開(kāi)始逐漸增加，直到組裝滑輪組的繩子b被拉斷，每次物體拉動(dòng)的距離均為2m。通過(guò)實(shí)驗(yàn)繪出了該滑輪組機(jī)械效率隨物體受到摩擦力大小變化的關(guān)系圖象如圖乙。（不計(jì)繩重和繩與滑輪間的摩擦）求： （1）動(dòng)滑輪重力； （2）當(dāng)滑輪組的機(jī)械效率為8

10、0%，物體以0.2m/s的速度勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，該滑輪組的有用功率； （3）一個(gè)重500N的同學(xué)利用該滑輪組，想獨(dú)自用豎直向下的力拉斷繩子b，請(qǐng)你通過(guò)計(jì)算分析他能否實(shí)現(xiàn)。 參考答案 【典型例題】 1、 C 2、 A ∵勻速提升同一物體到同一高度處， ∴三種情況下做的有用功相同，大小都為W有用； ∵不計(jì)繩子質(zhì)量和摩擦， ∴使用滑輪做的額外功：W額=G輪h， 又∵使用定滑輪、動(dòng)滑輪、滑輪組的動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)為0、1、2， ∴使用定滑輪、動(dòng)滑輪、滑輪組做的額外功：W額1＜W額2＜W額3， ∵W總=W有用+W額， ∴三種情況下做的總功：W定＜W動(dòng)＜W組， ∵η= W有用/W總

11、， ∴使用定滑輪、動(dòng)滑輪、滑輪組的機(jī)械效率：η定＞η動(dòng)＞η組。 3、（1） 由于s=2h，W有=Gh，W總=Fs，因此根據(jù)機(jī)械效率公式有： 。（2）由上問(wèn)知：G動(dòng)+G=2F，得G動(dòng)=2F-G，G動(dòng)=100N，所以W額= G動(dòng)h/=100N2m=200J，W有= G物h/=250N2m=500J，W總=W有+W額=500J+200J=700J。 4、⑴①傾角越大，機(jī)械效率越高；②相等；③減少；④木塊受到的摩擦力變小了 　　⑵①傾角越大，摩擦力越小；②木塊對(duì)斜面的壓力變小了 【反饋檢測(cè)】 1、 D 2、D 3、62.5%；160 【解析】由圖知，n=4， （1）滑輪組的機(jī)械效

12、率：η=100%=100%=100%=100%=100%=62.5%； （2）s=4h=43m=12m，W總=Fs=800N12m=9600J，拉力的功率：P===160W。 4、（1）因?yàn)棣?===， 所以動(dòng)滑輪重力為G動(dòng)===200N； （2）當(dāng)滑輪組機(jī)械效率為η2=80%時(shí)，根據(jù)η=得， 物體受到的摩擦力為f2===800N， 所以滑輪組的有用功率為P=F2v=f2v=800N0.2m/s=160W； （3）當(dāng)物體與地面間摩擦力達(dá)到最大f3=1600N時(shí)， 作用在繩子自由端的拉力為F最大=（f3+G動(dòng)）=（1600N+200N）=600N， 因?yàn)镕最大=600N＞G=500N，所以中學(xué)生無(wú)法直接拉斷繩子。 【學(xué)習(xí)小結(jié)】 通過(guò)這堂課，你有什么收獲？你還有什么疑問(wèn)？請(qǐng)將你的收獲和反思記下來(lái)。