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

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，會進(jìn)行簡單計(jì)算3、能通過實(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)械效率的簡單計(jì)算【自主學(xué)習(xí)】知識點(diǎn)1功的分類1.有用功: 。2.額外功: 。3.總功:_ 。4.三者關(guān)系: 。2機(jī)械效率：（1）定義: 。（2）公式： 。知識點(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? 知識點(diǎn)3測量滑輪組的機(jī)械效率學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)： 測量滑輪組的機(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，緩慢拉動測力計(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繩端移動距離S/m總功W總/J機(jī)械效率123交流討論：影響滑輪組機(jī)械效率高低的主要因素是什么？ 對于同一滑輪組如何提高機(jī)械效率？ 機(jī)械效率和功率的區(qū)別？ 【典型例題】1、下列說法正確的是（）A效率高的機(jī)械，功率一定大 B做功時(shí)間長的機(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、動滑輪、滑輪組(兩個(gè)定滑輪和兩個(gè)動滑輪)勻速提升同一物體到同一高度處,其機(jī)械效率分別為定、動、組,則下列選項(xiàng)正確的是 （ ）A.組<動<定 B.定<動<組 C.動<定<組 D.定<組<動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)們通過實(shí)驗(yàn)對斜面的機(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)序號斜面傾q / 木塊重G/N拉力F/N斜面高h(yuǎn)/cm斜面長S/cm機(jī)械效率/%11020.61057.657.921520.81038.664.832021.01029.268.542521.11024.075.853021.21020.083.3（1）分析表中的數(shù)據(jù)，可以知道：斜面的機(jī)械效率跟斜面傾角（傾斜程度）的關(guān)系是_；實(shí)驗(yàn)中，拉力做的有用功_（填“相等”或“不相等”）；實(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”）；額外功減少的原因是_。（2）進(jìn)而可以有如下推論：木塊受到的摩擦力跟斜面傾角的關(guān)系是_； 從影響滑動摩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】1、關(guān)于機(jī)械效率的下列說法中，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，在滑輪組上加潤滑油后，機(jī)械效率提高了，則加潤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，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（物體與動滑輪用繩子a連接）勻速拉動放在同一水平面上的不同物體，物體受到的摩擦力從200N開始逐漸增加，直到組裝滑輪組的繩子b被拉斷，每次物體拉動的距離均為2m。通過實(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）動滑輪重力；（2）當(dāng)滑輪組的機(jī)械效率為80%，物體以0.2m/s的速度勻速運(yùn)動時(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，請你通過計(jì)算分析他能否實(shí)現(xiàn)。參考答案【典型例題】1、 C2、 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、動滑輪、滑輪組的動滑輪的個(gè)數(shù)為0、1、2，使用定滑輪、動滑輪、滑輪組做的額外功：W額1W額2W額3，W總=W有用+W額，三種情況下做的總功：W定W動W組，= W有用/W總，使用定滑輪、動滑輪、滑輪組的機(jī)械效率：定動組。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）由上問知：G動+G=2F，得G動=2F-G，G動=100N，所以W額= G動h/=100N2m=200J，W有= G物h/=250N2m=500J，W總=W有+W額=500J+200J=700J。4、傾角越大，機(jī)械效率越高；相等；減少；木塊受到的摩擦力變小了傾角越大，摩擦力越??；木塊對斜面的壓力變小了【反饋檢測】1、 D2、D3、62.5%；160【解析】由圖知，n=4，（1）滑輪組的機(jī)械效率：=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)?，所以動滑輪重力為G動=200N；（2）當(dāng)滑輪組機(jī)械效率為2=80%時(shí)，根據(jù)=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）=（1600N+200N）=600N，因?yàn)镕最大=600NG=500N，所以中學(xué)生無法直接拉斷繩子。 【學(xué)習(xí)小結(jié)】通過這堂課，你有什么收獲？你還有什么疑問？請將你的收獲和反思記下來。