机械效率.docx

§12.3 机械效率
教学目标：
1、知道有用功、额外功、总功；
2、理解机械效率，知道其总小于1并会计算
3、会进行斜面效率的实验研究
4、理解提高机械效率的途径
教学过程：
1、什么是有用功？什么是额外功？什么是总功？表示符号分别是什么？它们之间的关系式是 。
（1）从井中提一桶水，人所做的有用功、额外功和总功分别是什么？
（2）提一条鱼上楼，人所做的有用功、额外功和总功分别是什么？
（3）把一物体沿斜面拉到顶端，人所做的有用功、额外功和总功分别是什么？
（4）用滑轮组把一个物体提到楼顶，人所做的有用功、额外功和总功分别是什么？

由此可知：额外功没有用，但不可避免，有用功总小于总功。
2、机械效率的概念是 ，用 表示，其公示为 ，机械效率总小于1，原因是 。
要想提高机械效率就要增大 ，或者减小 。
分析一种情况，充分认识各个物理量。
（1）直接用手提到三楼 （2）沙子装桶中用动滑轮提到三楼
（3）沙子装口袋中用动滑轮提到三楼
问：最省力的是 ，最方便的是 ，有用功的大小关系是 ，额外功最多的是 ，效率从大到小的排列顺序是 。
3、探究实验：研究斜面机械效率是否与斜面机械效率有关。
器材：木板、木块、弹簧测力计、刻度尺等
步骤：1、用刻度尺量出斜面长L、高h；
2、弹簧测力计测木块重为G；
3、沿斜面匀速拉动木块记下测力计示数F1
4、改变斜面的倾斜度，记下测力计示数F1
倾斜程度
木块重
斜面高度
斜面长度
拉力
有用功
总功
机械效率
较缓

较陡

结论： 。

达标检测
1、用一个动滑轮把重100N的沙子提到9m高的脚手架上,所用的力是60N,那么做的总功是 J,有用功是 J ,机械效率是 。
2、用动力臂是阻力臂2倍的杠杆将重400N的货物抬高20cm，手向下压杠杆的力是220N，手下降的高度是 cm，人做的总功是 J，有用功是 J，这根杠杆的机械效率是 。
3、下列有关机械效率的概念的叙述中，正确的是（ ）
A、机械效率越大，做功越快
B、做有用功越多时，机械效率越大
C、机械效率越大，又省力又省功
D、机械效率越大，有用功占总功的比值越大
4、如图所示，某人用一个滑轮组站在地面上把500N的货物经5s提高了2m，所用的力是300N。求
（1）克服物体重力做的功是多少？
（2）这个人做功是多少？
（3）这个滑轮组的机械效率是多少？

5、斜面长5m，高3m，物体重100N，物体重100N，用80N的沿斜面向上的拉力F拉此物体匀速上升至顶端用了10s的时间，求：（1）斜面对物体的摩擦力f，（2）该斜面的机械效率，（3）拉力的功率。

课堂小结：

§12.3机械效率
研究滑轮组的机械效率的实验
例题1：利用右图所示滑轮组，工人用500N的力F把800N重物匀速提升10m，求该滑轮组的机械效率？若只考虑动滑轮重力，则动滑轮重力为多少？
引申：若用该滑轮组提升1000N的重物，所需的拉力为多大？此时该滑轮组的机械效率为多大？
通过比较两次的机械效率的大小，要想提高滑轮组的机械效率，应该怎么办？

例题2：如图甲所示的滑轮组，每个滑轮等重。不计绳重和摩擦，物体重G1从200N开始逐渐增加，直到绳子被拉断。每次均匀速拉动绳子将物体提升同样的高度。图乙记录了在此过程中滑轮组的机械效率随物体重力的增加而变化的图像。
(1)每个滑轮重多少N?
(2)绳子能承受的最大拉力是多少N?
(3)当滑轮组的机械效率为80％时，物体重多少N?

滑轮组的有关计算小结：若物重由n段绳子承担，则有：
①F=1/n(G+G动) ②s=nh
③η=W有/W总=Gh/Fs=G/nF ④η=W有/W总=Gh/Fs=G/(G+G动)
如果滑轮组呈水平状态，则η=W有/W总=fs’/Fs=f/nF
延伸实验：研究滑轮组的机械效率
实验原理：η=W有/W总=Gh/Fs
主要测量工具：弹簧测力计、刻度尺
主要步骤：

实验中的注意事项：在实验操作中应竖直向上匀速拉动弹簧测力计。
要想提高滑轮组的机械效率应该：加润滑油减少摩擦、减少动滑轮的动力、增加物体的重力。
反馈检测：
练习：在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，某同学用如图12所示的同一滑轮组分别做了三次实验，实验数据记录如下：（1）在表中空格处填下适当的数据（机械效率用百分数表示，保留一位小数）。
（2）在实验操作中应竖直向上＿＿＿＿＿＿＿＿拉动弹簧测力计。
（3）从实验数据分析得出：使用同一滑轮组，＿＿＿＿＿＿可以提高滑轮组的机械效率。
（4）滑轮组的机械效率可能还与其它因素有关，请你作出恰当的猜想：滑轮组的机械效率与＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 有关（写出一种影响因素即可）。
实验次数
钩码重/N
钩码上升的距离/cm
弹簧测力计的读数/N
弹簧测力计上升的距离/cm
机械效率
1
2
8
0.8
24
83.3%
2
4
5
1.5
15

3
6
10

90.9%

课堂小结：