《2020年九年級物理上冊 12.5 機械效率課堂反饋 （新版）蘇科版》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2020年九年級物理上冊 12.5 機械效率課堂反饋 （新版）蘇科版（15頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、機械效率 圖11－5－1 一　有用功、額外功、總功 活動：再探動滑輪 (1)實驗裝置：如圖11－5－1所示． 圖11－5－1 (2)實驗過程：用彈簧測力計沿豎直方向勻速拉動動滑輪，使下面所掛鉤碼緩緩上升，分別讀出繩受到的拉力F、繩端移動距離s、鉤碼的重力G和鉤碼上升的高度h.分別改變鉤碼的重力和動滑輪的重力，重復(fù)上述實驗步驟． (3)實驗歸納：拉力F所做的功總是________(選填“大于”“等于”“小于”)動滑輪對鉤碼所做的功． (4)實驗交流 拉力實際做功總要________動滑輪提升鉤碼所做的功，因為要克服________和________做功．

2、(5)引入概念： ①在使用機械時，為了達到目的而必須對物體做的功，叫作有用功，如上述活動中，提升鉤碼是我們的目的，所以對鉤碼做的功為有用功． ②并非我們需要，但又不得不做的功，叫作額外功．如上述活動中，克服機械自重和摩擦做功． ③總功等于有用功與額外功之和． [注意] 在分析有用功時，應(yīng)該從“需要做功的物體”入手，有用功在數(shù)值上等于直接作用在物體上的力與物體在力的方向上移動距離的乘積． ①使用機械勻速提高物體時，W有用＝Gh，h為物體被提升的高度． ②物體在水平方向上運動時克服摩擦做功，W有用＝fs，s為物體水平移動的距離． 二　機械效率 機械效率：有用功與總功的_______

3、_．用公式η＝________×100%表示． [點撥] 機械效率是有用功與總功之比，它只有大小，沒有單位，常用百分數(shù)來表示．由于使用機械時需要克服機械自身重力和摩擦力做功，即額外功在所難免，所以有用功總小于總功，機械效率η總小于1. 三　測量動滑輪的機械效率 1．測量原理：__________________． 2．所測量：鉤碼重G、鉤碼被提升的高度h、拉力F、繩的自由端移動的距離s. 3．實驗結(jié)論：同一動滑輪提升不同的重物，重物越重，機械效率越________． 4．注意事項：必須________豎直拉動彈簧測力計使鉤碼升高，以保證彈簧測力計示數(shù)大小不變． [點撥] 提高滑輪

4、組機械效率的方法是增大有用功、減小額外功，具體辦法是增大被提升物體的重力(主要方法)、減小動滑輪的重力、減小摩擦和繩重．重物被提升的高度不影響滑輪組的機械效率． 類型一　有用功、額外功、總功、機械效率 例1 下列說法正確的是(　　) A．用同一水桶從井中提水的時候，提一桶水比提半桶水的機械效率大 B．水桶掉到井里，把水桶撈上來時，對桶做的功是額外功 C．用動滑輪提升重物時，繩子末端拉力做的功是有用功 D．使用機械過程中，額外功越少，則機械效率就越高 [易錯警示](1)完成目的所直接需要的那部分功為有用功，為完成目的額外多做的那部分功為額外功，為完成目的動力做的功為總功． (

5、2)機械效率的高低表示的是有用功占總功百分比的高低，不能表示有用功、總功、額外功的多少．僅憑有用功、總功、額外功三者中某個量的多少無法判斷機械效率的高低． 類型二　關(guān)于機械效率的簡單計算 例2 如圖11－5－2所示的滑輪組，將重為350 N的物體豎直向上勻速提起0.2 m，人拉繩的力為250 N，求： (1)人做的有用功是多少，總功是多少，額外功是多少． (2)滑輪組此時的機械效率是多少． (3)不計繩重和摩擦，動滑輪重是多少． 圖11－5－2 [方法指導(dǎo)]機械效率計算解題技巧 (1)機械效率計算的要領(lǐng)：抓住四個基本量G、h、F、s；弄清機械中力之間、距

6、離之間、功之間的關(guān)系，尤其是距離間的關(guān)系；熟練運用有用功、總功、機械效率的計算公式． (2)機械效率公式的推導(dǎo)：對于用滑輪組豎直提升物體，η＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%；對于水平使用的滑輪組，η＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%.利用這兩個推導(dǎo)公式計算機械效率可以省略功的計算． (3)當(dāng)不計繩重和摩擦?xí)r，求解動滑輪的重有兩種方法．從功的角度求解：當(dāng)不計繩重和摩擦?xí)r，額外功僅為克服動滑輪重做的功，W額外＝G動h，G動＝.從力的角度可得：同一根繩子上的拉力處處相等，由力平衡的關(guān)系式nF＝G物＋G動，則G動＝nF－G物． 類型三　測量滑輪裝置的機械效率 例3

7、 用如圖11－5－3所示裝置測量動滑輪的機械效率．實驗數(shù)據(jù)如下表．[導(dǎo)學(xué)號：03412020] 序號 動滑輪 重G動/N 鉤碼重 力G/N 鉤碼上 升高度 h/m 繩的拉 力F/N 繩端移 動距離 s/m 機械效 率η ① 0.1 1 0.2 0.6 0.4 83.3% ② 0.1 2 0.2 1.1 0.4 ③ 0.2 2 0.2 1.2 0.4 83.3% 圖11－5－3 (1)實驗時，應(yīng)豎直向上________拉動彈簧測力計，使掛在動滑輪下面的鉤碼緩緩上升． (2)第②次實驗時，測得動滑輪的機械效率約

8、為________． (3)小剛同學(xué)在讀彈簧測力計示數(shù)時，為便于讀數(shù)，將測力計靜止，則他讀出的拉力F大小將________(選填“大于”“小于”或“等于”)測力計運動中的讀數(shù)．這樣得出的機械效率與實際值相比________(選填“偏小”“偏大”或“相等”)． (4)分析表中數(shù)據(jù)可知，對于同一動滑輪，所提升鉤碼的重力增大，機械效率將________；提升相同重力的鉤碼時，動滑輪的重力增大，其機械效率將________．(均選填“增大”“減小”或“不變”) (5)分析表中數(shù)據(jù)可知，F(xiàn)≠，可能的原因是：_____________________________. [實驗點撥](1)實驗過程中

9、要注意勻速豎直向上拉動測力計，在運動中讀數(shù)．(2)實驗中距離h、s的測量需要使用刻度尺，通過記錄鉤碼和測力計各自的初始位置和終點位置來進行測量．(3)由于實驗中s與h的比值是固定的，大小等于提升鉤碼和動滑輪的繩子的段數(shù)n，實驗中不測量距離，也能測量出機械效率，η＝＝.(4)探究影響滑輪組機械效率的因素需要應(yīng)用控制變量法．滑輪組機械效率的高低與提起的物重、動滑輪重、繩重、摩擦等有關(guān)，與滑輪的繞線方式、重物移動的距離等沒有關(guān)系．同一機械裝置的效率不是固定的． 類型四　測量其他機械的效率 例4 2020·淮安小明利用斜面搬運物體的過程中，提出了一個問題：“斜面的機械效率與斜面的傾斜程度有沒有關(guān)系

10、？”針對這個問題，他通過在斜面上拉動物體進行了探究(如圖11－5－4所示)，測得的實驗數(shù)據(jù)如下表所示： 圖11－5－4 實驗 次數(shù) 斜面的傾斜程度 物重 G/N 物體上升高度h/m 沿斜面拉力F/N 物體移動距離s/m 有用功 W有用/J 總功 W總/J 機械效 率η 1 較緩 5.0 0.10 1.6 0.50 0.50 0.80 63% 2 較陡 5.0 0.15 2.2 0.50 0.75 1.10 68% 3 最陡 5.0 0.25 3.1 0.50 1.55 (1)沿斜面拉動物體時，應(yīng)使其做

11、________運動． (2)根據(jù)表中的數(shù)據(jù)可求出第③次實驗中拉力所做的有用功為________J，機械效率是________． (3)通過對上述實驗數(shù)據(jù)的分析可知，斜面的省力情況與斜面傾斜程度的關(guān)系是斜面越緩，越________． (4)通過對上述實驗數(shù)據(jù)的分析，對斜面機械效率的問題可獲得的初步結(jié)論：在其他條件不變的情況下，____________________________________________________. [方法指導(dǎo)]其他簡單機械的機械效率的計算分析 解決其他簡單機械的機械效率問題時，關(guān)鍵仍是找出有用功和額外功，遷移使用滑輪裝置的相關(guān)知識．重點是找出理想機械

12、和實際機械的不同處，找出額外功包含的內(nèi)容．斜面中額外功是克服斜面摩擦做功，杠桿中的額外功是克服杠桿自重和轉(zhuǎn)動中的摩擦做功． 課堂反饋(五)A [機械效率的概念及簡單計算] 1．在使用機械時，為了達到目的而必須對物體做的功叫作________功，而克服機械本身的________及機械零件之間的________做的功，這一類并非我們需要但又不得不做的功叫作________功．這兩部分功之和是________功．機械效率是________功跟________功的比值． 2．下列關(guān)于機械效率的說法中正確的是(　　) A．額外功少的機械，機械效率一定越高 B．機械效率總小于1

13、C．機械效率越高，表示做功越快 D．機械效率越高，說明做的有用功就越多 3．利用某機械工作時，動力做的功是400 J，其中額外功是100 J，動力做的有用功是________J，機械效率是________． 4．一臺起重機將重1800 N的貨物提高4 m，則有用功是________J，如果額外功是4800 J，總功是________J，機械效率是________． 5．如圖C11－5－1所示，用動滑輪將重為10 N的物塊豎直向上勻速提升20 cm，拉力為6 N．求： (1)此過程中拉力做的功． (2)動滑輪的機械效率． 圖C11－5－1

14、 課堂反饋(五)B [機械效率的測量] 1．如圖C11－5－2所示，使用滑輪組提升重物時，能夠提高機械效率的方法是(　　) A．改變繞繩的方式 B．增大物體被提升的高度 C．減小物體被提升的高度 D．增大被提升物體的重力 圖C11－5－2 2．物理興趣小組在測量滑輪組機械效率的實驗中，利用如圖C11－5－3所示的滑輪組進行了4次測量，測得數(shù)據(jù)如下表所示． 圖C11－5－3 次數(shù) 鉤碼所受的 重力G/N 鉤碼提升 高度h/m 拉力 F/N 繩端移動 距離s/m 機械效 率η 1 1 0.1 0.7

15、 0.3 47.6% 2 1 0.2 0.7 0.6 47.6% 3 2 0.1 1.1 0.3 60.6% 4 4 0.1 2.0 0.3 (1)實驗中應(yīng)豎直向上________拉動彈簧測力計． (2)第4次實驗測得的機械效率為________%. (3)比較________兩次實驗，小組同學(xué)發(fā)現(xiàn)：同一滑輪組的機械效率與重物被提升高度無關(guān)；比較3、4兩次實驗數(shù)據(jù)可知，同一滑輪組，________________越大，機械效率越高．第4次拉力做的額外功與第3次相比________(選填“增大”“減小”或“不變”)，由此可見，機械效率提高的原因是__

16、____________________________________． 詳解詳析 【新知梳理】 一、(3)大于　(4)大于　摩擦　機械自重 二、比值　 三、1.η＝×100%　3.高　4.勻速 【應(yīng)用示例】 例1　A　[解析]用同一水桶從井中提水的時候，克服桶重做的額外功是相同的，提一桶水比提半桶水，克服水重做的有用功多，所以機械效率大．撈桶時，克服桶重做的功為有用功．用動滑輪提升物體時，繩子末端的拉力為動力，做的功是總功．當(dāng)有用功或總功多少不清楚時，不能得出額外功越少，機械效率越高的

17、結(jié)論． 例2　(1)W有用＝Gh＝350 N×0.2 m＝70 J；s＝2h＝2×0.2 m＝0.4 m，W總＝Fs＝250 N×0.4 m＝100 J；W額外＝W總－W有用＝100 J－70 J＝30 J. (2)η＝×100%＝×100%＝70%. (3)方法一：不計繩重和摩擦，G動＝nF－G＝2×250 N－350 N＝150 N. 方法二：不計繩重和摩擦，W額外＝G動h，G動＝＝＝150 N. 例3　(1)勻速　(2)90.9%　(3)小于　偏大 (4)增大　減小　(5)繩與滑輪間有摩擦，滑輪的轉(zhuǎn)軸處有摩擦，繩子有重力，有空氣阻力等 [解析] (2)拉力做的有用功：W有用

18、＝Gh＝2 N×0.2 m＝0.4 J， 拉力做的總功：W總＝Fs＝1.1 N×0.4 m＝0.44 J， 動滑輪的機械效率：η＝×100%＝×100%＝90.9%. (3)靜止時不需克服摩擦做功，所需拉力比勻速運動時的拉力要小．拉力小，導(dǎo)致總功的計算結(jié)果偏小，由η＝×100%可知，在有用功一定時，總功偏小，則機械效率的計算結(jié)果偏大． (4)由表中實驗序號為①②的實驗數(shù)據(jù)可知，對于同一動滑輪，所提升鉤碼的重力增大，機械效率將增大；由表中實驗序號為②③的實驗數(shù)據(jù)可知，提升相同重力的鉤碼時，動滑輪的重力增大，其機械效率將減?。? (5)由于滑輪軸間存在摩擦、纏繞滑輪組的繩子有重力，使得F≠

19、，而且拉力比動滑輪和鉤碼總重的一半大． 例4　(1)勻速直線　(2)1.25　80.6%　(3)省力　(4)斜面的機械效率與斜面的傾斜程度有關(guān)，傾斜程度越大，機械效率越高 [解析] (1)為了使彈簧測力計示數(shù)穩(wěn)定，應(yīng)沿斜面勻速拉動物體． (2)有用功：W有用＝Gh＝5 N×0.25 m＝1.25 J， 總功：W總＝1.55 J，η＝＝×100%＝80.6%. (3)通過比較發(fā)現(xiàn)，實驗1中力最小，實驗3中力最大，而實驗1中斜面最緩，實驗3中斜面最陡，故可得：在粗糙程度一定時，斜面傾斜程度越緩越省力． 【課堂反饋】A 1．有用　重力　摩擦力　額外　總　有用　總 2．B 3．300　75%　4.7200　12000　60% 5．(1)2.4 J　(2)83.3% 【課堂反饋】B 1．D 2．(1)勻速　(2)66.7 (3)1、2　所提鉤碼的重力　增大 有用功比額外功增大得多，從而使有用功占總功的比值增大