初中物理12.3 機(jī)械效率精品ppt課件-課件下載-教習(xí)網(wǎng)

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1.常見的滑輪分為________和________。中間的軸固定不動(dòng)的滑輪叫________，軸和重物一起移動(dòng)的滑輪叫________。2.升旗的時(shí)候，我們看到的旗手用力向下拉繩子，旗就升上去了，這是因?yàn)槠鞐U頂端有一個(gè)____ 。這個(gè)事例告訴我們，這種簡單機(jī)械能夠改變__________。3.使用動(dòng)滑輪時(shí)，理論上可以省______的力，但是不能改變__________。
4.滑輪組由____滑輪和____滑輪組成，它既能______，又能改變力的______。5.使用滑輪組時(shí)動(dòng)滑輪和重物由n段繩子承擔(dān)，提起物體所用的力就是總重的________。公式表示為F=______。繩子自由端移動(dòng)的距離是物體移動(dòng)距離的______。6.輪軸可以看成是__________的杠桿，使用輪軸可以省力。使用斜面可以______，在高度一定時(shí)，斜面越長越______。
1.能結(jié)合實(shí)例分析什么是有用功、額外功和總功。
2.能說出機(jī)械效率的含義，直到機(jī)械效率是小于1的，能利用機(jī)械效率的公式進(jìn)行簡單的計(jì)算。
3.通過實(shí)驗(yàn)了解滑輪組機(jī)械效率的高低與物體重力的大小有關(guān)。
? 在生活中，我們經(jīng)常聽到與“效率”有關(guān)的一詞：學(xué)習(xí)效率、工作效率等等，你知道它們的含義嗎？
“效率”有多種含義，通常理解為單位時(shí)間完成的工作量。
在物理學(xué)中，有一個(gè)概念叫做“機(jī)械效率”，你知道它的含義嗎？
要把重100N的大米運(yùn)上三樓，右圖畫了三種辦法。
哪種辦法最好，哪種辦法最不好？
大米重100 N 人體重400 N 動(dòng)滑輪重10 N 桶重 20 N 口袋重 5 N
學(xué)習(xí)了今天的知識(shí)你就明白了。
【實(shí)驗(yàn)步驟】①如圖甲所示，用彈簧測力計(jì)將鉤碼緩慢地提升一定的高度，將數(shù)據(jù)填入表格。②如圖乙所示，用彈簧測力計(jì)和一個(gè)動(dòng)滑輪將同樣的鉤碼緩慢地提升相同的高度，并記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
不使用機(jī)械直接提升物體做的功，與使用機(jī)械提升物體做的功是否相同嗎？
用彈簧測力計(jì)直接提升2個(gè)鉤碼
用彈簧測力計(jì)和一個(gè)動(dòng)滑輪提升2個(gè)鉤碼
①直接用彈簧測力計(jì)提升2個(gè)鉤碼所作的功 W1=F1S1= 2N×0.1m=0.2J ②用彈簧測力計(jì)和一個(gè)動(dòng)滑輪提升2個(gè)鉤碼，所做的功 W2=F2S2= 1.2N×0.2m=0.24J
使用動(dòng)滑輪提升重物比直接用手提升重物并不省功
使用動(dòng)滑輪會(huì)省一半的力，但拉力移動(dòng)的距離增加了一倍，加上動(dòng)滑輪的自重及摩擦等因素的影響，使用動(dòng)滑輪提升重物非但不省功，還要費(fèi)功。
總功：有用功與額外功之和. W總= W有+ W額
以使用動(dòng)滑輪提升鉤碼進(jìn)行分析
機(jī)械的三種功：有用功、額外功和總功
用水桶從井中提水的時(shí)候，所做的功哪部分是有用功，哪部分是額外功？
提水所做的功是有用功；提水桶所做的功是額外功。
?如果桶掉到井里，從井里撈桶的時(shí)候，撈上的桶里帶了一些水，這種情況下哪部分是有用功，哪部分是額外功？
提水桶所做的功是有用功；提水所做的功是額外功。
要把重100N的大米運(yùn)上三樓。圖中用了三種方法，怎樣比較哪種方法好？
①人走樓梯提大米做功情況
大米重100 N 人體重400 N 動(dòng)滑輪重10 N 桶重 20 N 口袋重 5 N 地面到三樓高 6 m
總功 W = W米 + W桶 + W人 = 600J+120J +2400J =3120J
W桶 = Gh=20N×6m= 120 J
W人 = Gh=400N×6m= 2400 J
W米 = Gh=100N×6m=600 J
②人用動(dòng)滑輪和桶提大米做功情況
總功 W = W米 + W桶 + W動(dòng) = 600J+120J +60J =780J
W動(dòng) = Gh=10N×6m= 60 J
③人用動(dòng)滑輪與口袋提大米做功情況
總功 W = W米 + W口袋 + W動(dòng) = 600J+30J +60J =690J
W口袋 = Gh=5N×6m= 30 J
這三種情況下，哪些是有用功？哪些是額外功？
請(qǐng)分別計(jì)算出三種情況下有用功、額外功和總功分別是多少？
W人與桶=G總h =420N×6m =2520J
W滑輪與桶=G總h =30N×6m =180J
W滑輪與口袋=G總h =15N×6m =90J
W大米=Gh =100N×6m =600J
W大米=Gh =100N×6m =600J
請(qǐng)算出三種情況下有用功在總功中占的百分比。
現(xiàn)在你會(huì)判斷哪種方法比較好嗎？為什么？
在使用機(jī)械工作時(shí)，有用功在總功中所占的比例越多越好。它反映了機(jī)械的一種性能，物理學(xué)中表示為機(jī)械效率。
定義：有用功跟總功的比值。
使用任何機(jī)械都不可避免地要做額外功，有用功總是小于總功，所以機(jī)械效率總是小于1的。機(jī)械效率通常用百分比表示。
離心式水泵60～80%
噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)50～60%
使用起重機(jī)提升重物時(shí)所做的有用功跟總功的比值是60% ，也可以說有用功在總功中占的比例是60%，另外的40% 是額外功。
一臺(tái)起重機(jī)的機(jī)械效率是60% ?????? ，它表示什么意義？
如圖所示，利用杠桿把重力為G的物體提高h(yuǎn)，F(xiàn) 為動(dòng)力，S為動(dòng)力作用點(diǎn)移動(dòng)的距離。
由公式可知：當(dāng)動(dòng)滑輪的重力一定時(shí)，物重越大，機(jī)械效率越高。
如圖所示，利用滑輪組把重力為G的物體提高h(yuǎn)。F 為動(dòng)力，s為繩子自由端移動(dòng)的距離，n為承擔(dān)重物的繩子股數(shù)。
滑輪或滑輪組水平拉動(dòng)物體（不計(jì)滑輪及繩重）
如圖所示，用力F沿斜面把重力為G 的物體提高，h為斜面的高度，l為斜面的長度。f 為物體與斜面間的摩擦力。
定滑輪、動(dòng)滑輪組成的滑輪組， ?彈簧測力計(jì)，鉤碼和刻度尺。
影響滑輪組機(jī)械效率的因素可能有哪些？①提升物體的重力；②動(dòng)滑輪的重力；③繩重、摩擦力… …
測量滑輪組的機(jī)械效率
實(shí)驗(yàn)1：探究滑輪組的機(jī)械效率與物體重力的關(guān)系
①按照?qǐng)D甲那樣安裝滑輪組，算出鉤碼的重力G，并記下鉤碼和繩端的位置。②如圖乙，勻速豎直緩慢拉動(dòng)彈簧測力計(jì)，使鉤碼緩慢上升，讀出拉力F的值，并用刻度尺測出鉤碼上升的高度h和繩端移動(dòng)的距離s。③算出有用功W有、總功W總、機(jī)械效率η?，并填入表格。④改變鉤碼的數(shù)量，再做兩次上面的實(shí)驗(yàn)。
數(shù)據(jù)分析：發(fā)現(xiàn)三次的機(jī)械效率不同。同一滑輪組，鉤碼的重力越大，機(jī)械效率越高。
實(shí)驗(yàn)結(jié)論：同一滑輪組，提升物體的重力越大，機(jī)械效率越高。
實(shí)驗(yàn)2：探究滑輪組的機(jī)械效率與動(dòng)滑輪重力的關(guān)系
①按照?qǐng)D甲安裝滑輪組，用彈簧測力計(jì)測量動(dòng)滑輪A重力GA，分別記下鉤碼和繩端的位置。②勻速緩慢拉動(dòng)彈簧測力計(jì)，使鉤碼升高，讀出拉力F的值，用刻度尺測出鉤碼上升的高度h和繩端移動(dòng)的距離s，將測量數(shù)據(jù)填入表格。③如圖乙所示，改變動(dòng)滑輪的重力，換用動(dòng)滑輪B，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)。④算出有用功W有、總功W總、機(jī)械效率η，并填入表格。
發(fā)現(xiàn)二次實(shí)驗(yàn)中的機(jī)械效率不同。
實(shí)驗(yàn)結(jié)論：不同的滑輪組提高重力相同的重物，動(dòng)滑輪的重力越大，機(jī)械效率越低。
同一滑輪組，提升物體重力的越大，機(jī)械效率越高；不同滑輪組提升重力相等的物體，動(dòng)滑輪重力越小，機(jī)械效率越高。
①實(shí)驗(yàn)時(shí)拉力的方向應(yīng)盡量____________，應(yīng)在鉤碼__________的過程中讀取拉力的大小。
②確定繞線方式與承擔(dān)重物繩子的段數(shù)n：與動(dòng)滑輪連接的段數(shù)即為承擔(dān)重物繩子的段數(shù)，如圖所示，n=3，用“奇動(dòng)偶定法”確定繞線方式。 ③影響滑輪組機(jī)械效率的因素：物體的、動(dòng)滑輪的________、繩子與滑輪之間的摩擦力。與繩子的繞法、繩子段數(shù)________。
影響滑輪組機(jī)械效率的因素和改進(jìn)措施
同一個(gè)滑輪組，被提升物體的重力越大，做的有用功越多，機(jī)械效率越大
有用功不變時(shí)，減小提升動(dòng)滑輪時(shí)做的額外功，可提高機(jī)械效率
機(jī)械自身部件的摩擦力越大，機(jī)械效率越低
在機(jī)械承受的范圍內(nèi)，盡可能增加被提升物體的重力
改進(jìn)滑輪結(jié)構(gòu)，減輕滑輪自重
對(duì)機(jī)械進(jìn)行保養(yǎng)，保持良好的潤滑，減小摩擦
1.用繩子將鉤碼提升至一定的高度，如圖所示，此過程所做的有用功是（） A．提升鉤碼所做的功　　　　　　　B．克服摩擦力所做的功C．提高繩子所做的功　　　　　　　D．克服動(dòng)滑輪重力所做的功
2.關(guān)于機(jī)械效率，下列說法中正確的是（）A．做有用功多的機(jī)械效率一定高　　　B．做總功多的機(jī)械效率一定高C．做額外功少的機(jī)械效率一定高　D．在總功中有用功所占比例大的機(jī)械效率高
3.工人用如圖的機(jī)械將物體勻速提升到某一高度，若物體的重力與滑輪的重力之比G物∶G滑輪=9∶1，忽略繩重與摩擦的影響，則機(jī)械效率為（　　） A．10% B．45% C．80% D．90%

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