初中物理人教版八年級(jí)下冊(cè)第十二章 簡(jiǎn)單機(jī)械12.3 機(jī)械效率課時(shí)作業(yè)

這是一份初中物理人教版八年級(jí)下冊(cè)第十二章 簡(jiǎn)單機(jī)械12.3 機(jī)械效率課時(shí)作業(yè)，共8頁(yè)。
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1．知道什么是有用功、額外功和總功。
2．知道什么叫機(jī)械效率，知道計(jì)算公式，知道械效率總小于1。
3．知道提高機(jī)械效率的意義和主要方法。
【學(xué)習(xí)重點(diǎn)】
1．能結(jié)合實(shí)例認(rèn)識(shí)什么是有用功、額外功、總功。
2．理解機(jī)械效率。
【學(xué)習(xí)難點(diǎn)】：影響滑輪組的機(jī)械效率的因素
【自主預(yù)習(xí)】
1．有用功是對(duì)人們有用的功。提升重物時(shí)，W有用＝ ，額外功是對(duì)目的沒(méi)有用，但又不得不做的功。
總功是人對(duì)機(jī)械所做的功，W總= 。
2．械效率的概念：物理學(xué)中，將有用功與總功的 叫做機(jī)械效率。公式：η＝ ；有用功總小于總功，所以機(jī)械效率總小于 ；機(jī)械效率用百分?jǐn)?shù)表示，沒(méi)有單位。
3. 要提高機(jī)械效率，就得減小 功，一般可以減小機(jī)械 、減小機(jī)件間的 等。
【合作探究】
探究一：有用功、額外功、總功
問(wèn)題討論 使用動(dòng)滑輪是否省功？
在如圖甲所示，用彈簧測(cè)力計(jì)將鉤碼緩慢提升一定的高度，計(jì)算拉力做的功。設(shè)鉤碼重為G ，提高h(yuǎn)的高度。所做的功為：W1= .
在如圖乙所示，利用動(dòng)滑輪把同一個(gè)重為G的物體，提高h(yuǎn)的高度。動(dòng)力所做的功為：W2=F.S
如果忽略動(dòng)滑輪重和滑輪與繩子間的摩擦：

所以：W1 W2
結(jié)論：使用機(jī)械做的功和直接用手做的功相等.
但是，在使用動(dòng)滑輪的時(shí)候，還得克服動(dòng)滑輪的重力，以及繩子與滑輪之間的摩擦做功。所以，使用機(jī)械不能省功，還需要額外多做一部分功。
實(shí)際：把重為2N的鉤碼，不用機(jī)械提升1m和用動(dòng)滑輪勻速提升1m時(shí)，做功分別多少？
不用機(jī)械時(shí)： 使用動(dòng)滑輪時(shí)：F=1.2N ，S=2m
W=FS= =2N×1m=2J； W= =1.2N×2m=2.4J

1.有用功( W有用): 為了達(dá)到目的,人們必須做的對(duì)人們有用的功.
在上面的實(shí)驗(yàn)中，克服鉤碼的重力所做的功就是有用功：W有用=
2.額外功(W額外) :人們并不需要但為了達(dá)到目的又不得不做的功.
若用滑輪組提升鉤碼，不得不克服動(dòng)滑輪本身所受的 以及 力等因素的影響而多做一些功，
而做的功（對(duì)目的沒(méi)有用，但不得不做的功）。
3.總功（W總）：有用功跟額外功的 叫總功。（使用機(jī)械時(shí)。動(dòng)力所做的功）。W總= +
想一想
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 功；提水桶所做的功是 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 功；提水所做的功是 功。判斷有用功和額外功，一定要清楚目的。
探究二：機(jī)械效率
1.定義：有用功跟總功的 叫做機(jī)械效率。
2.公式： .
3.意義：表示機(jī)械做功時(shí)， 在總功中所占的比例，是機(jī)械性能的重要指標(biāo)。
4.因?yàn)?W有用 W總 ，所以， η 1。機(jī)械效率一般用百分?jǐn)?shù)表示，沒(méi)有單位
5.一些機(jī)械的機(jī)械效率

起重機(jī):40%～50% 抽水機(jī):60%～80% 柴油機(jī):28%～40%
6.怎樣才能提高機(jī)械的效率
減少額外功：（1）改進(jìn)結(jié)構(gòu)，使其合理、輕巧 ；（2）經(jīng)常保養(yǎng)、定時(shí)潤(rùn)滑，減小 。
例題：起重機(jī)把質(zhì)量為0.5t的重物勻速提升了3m,而它的電動(dòng)機(jī)所做功3.4×104J，起重機(jī)的機(jī)械效率是多少？g取10N/kg.
解：
實(shí)驗(yàn)探究 測(cè)量滑輪組機(jī)械效率
實(shí)驗(yàn)原理 ： .
實(shí)驗(yàn)器材： 刻度尺、 、鉤碼、鐵架臺(tái)、“一定一動(dòng)”的滑輪組、“二定二動(dòng)”的滑輪組和長(zhǎng)約2 m的細(xì)繩．
測(cè)量的物理量：
1．G ---- 的重力； 2.h ---- 物體升高的高度
3. F ---- 繩子 端的拉力; 4.s ---- 繩子自由端移動(dòng)的距離
實(shí)驗(yàn)步驟：
1.測(cè)出鉤碼的重力G，并記錄表中
2.先后按如圖所示的三種情況，將實(shí)驗(yàn)器材安裝好。
3.勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，使鉤碼G勻速上升，讀出彈簧測(cè)力計(jì)所示拉力F的值 ，從刻度尺讀出鉤碼升高的距離h和繩子自由端移動(dòng)的距離S，記錄數(shù)據(jù)在表格中
注意事項(xiàng)：在提升鉤碼的過(guò)程中，要 向上，緩慢 提升鉤碼。
實(shí)驗(yàn)記錄表：
分析討論
(1).a、b兩個(gè)滑輪組,掛的鉤碼數(shù)量相同時(shí),機(jī)械效率有什么不相同？
a、b兩個(gè)裝置，提起相同的物重，做相同的 功，但b裝置動(dòng)滑輪多，需要做的 功多，機(jī)械效率 。
(2).b、c為同一個(gè)滑輪組,掛的鉤碼數(shù)量不同時(shí)，它的機(jī)械效率有什么變化？
b、c為同一個(gè)滑輪組， c裝置掛的鉤碼質(zhì)量越大，機(jī)械效率 。因?yàn)樘崞鸬奈矬w越重，做的 功越多，機(jī)械效率越大。
實(shí)驗(yàn)結(jié)論：
影響滑輪組機(jī)械效率的因素：
(1)物重：同一個(gè)滑輪組，提起的物體越重，機(jī)械效率 。
(2)動(dòng)滑輪重：提起的物重一樣，動(dòng)滑輪越重，機(jī)械效率 。
(3)摩擦（輪與軸及輪與繩之間）、繩重。
減小摩擦可以減少 功，提高機(jī)械效率。 如：加強(qiáng)機(jī)械運(yùn)動(dòng)部位的潤(rùn)滑、采用輕質(zhì)細(xì)繩
【精講點(diǎn)撥】
1. 功的原理：使用機(jī)械做的功和直接用手做的功相等:W1=W2。使用任何機(jī)械都不能省功：
(1)不存在既省力又省距離的機(jī)械,也就是沒(méi)有省功的機(jī)械.
(2)功的原理對(duì)一切機(jī)械都適用.
2.不同機(jī)械的機(jī)械效率：
1.斜面： ； 2.定滑輪：
3，動(dòng)滑輪： ；4. 滑輪組：
【歸納整理】
【當(dāng)堂練習(xí)】
1.（2020宜昌）生產(chǎn)生活中常常會(huì)用到各種機(jī)械設(shè)備，下列說(shuō)法中不正確的是（ ）
A．任何機(jī)械設(shè)備的效率總小于1 B．減小機(jī)械內(nèi)部摩擦可以提高其效率
C．提高機(jī)械設(shè)備的效率可以節(jié)能減排 D．用機(jī)械設(shè)備做功越快，其效率越高
2.（2020山西）如圖所示，快遞小哥為了把較重的貨物裝入運(yùn)輸車(chē)，用同樣的器材設(shè)計(jì)了甲、乙兩種方式提升貨物。若把同一貨物勻速提升到同一高度，忽略繩重和摩擦。下列分析正確的是（ ） QUOTE
A. 甲方式可以省力B. 乙方式不能改變力的方向
C. 甲、乙兩種方式做的有用功相等D. 甲、乙兩種方式的機(jī)械效率相等
3.（2020甘孜州）某實(shí)驗(yàn)小組分別用如圖所示的甲、乙兩個(gè)滑輪組（每個(gè)滑輪等重），在相同時(shí)間內(nèi)把重物G提升相同高度。若F1和F2大小相等，不計(jì)繩重及摩擦，下列說(shuō)法正確的是（ ）
A．力F1和F2做功的功率相同
B．力F1和F2做的總功相同
C．兩個(gè)滑輪組機(jī)械效率一樣大
D．甲滑輪組的機(jī)械效率比乙滑輪組高
4.（2020樂(lè)山）如圖所示，利用滑輪組在4s內(nèi)將一重為9N的物體勻速向上提升了10cm，拉力為4N，不計(jì)一切摩擦和繩重，（g取10N/kg）。下列說(shuō)法正確的是（ ）
A. 動(dòng)滑輪重力為5N
B. 滑輪組的機(jī)械效率為75％
C. 拉力所做的功為0.4J
D. 拉力的功率為0.4W
5.（2020新疆）小紅用滑輪組將重力為1.5N的物體勻速提升10cm的過(guò)程中，繩子拉力為1.0N，繩子自由端移動(dòng)的距離為30cm，則滑輪組的機(jī)械效率為（ ）
A．50 % B．60 % C．70 % D．80 %
6.（2020重慶A卷）滑輪是提升重物時(shí)經(jīng)常用到的一種機(jī)械，工人師傅用500N的拉力F，利用圖所示的滑輪將重800N的重物在30s內(nèi)勻速提高了6m。下列判斷正確的是（ ）
A. 繩端移動(dòng)的速度為0.2m/sB. 該滑輪的機(jī)械效率為62.5%
C. 工人師傅拉繩子的功率為200WD. 提升重物所做的有用功為3000J
7.（2020常德）如圖所示，用F1的力將物體B勻速提升h，F(xiàn)1做功600J，若借助滑輪組用F2的力把物體B勻速提升相同高度，F(xiàn)2做功為1000J。下列說(shuō)法正確的是（ ）
A．兩個(gè)過(guò)程中的拉力F1=3F2 B．F1做功的功率比F2做功的功率小
C．滑輪組機(jī)械效率為40% D．F2做功的距離為3h
8.（2020德州）如圖所示，甲、乙兩套裝置所用的滑輪質(zhì)量相等，用它們分別將相同質(zhì)量的鉤碼勻速豎直提升，在相等時(shí)間內(nèi)繩端A、B移動(dòng)相同的距離（忽略繩重和摩擦），在此過(guò)程中，下列選項(xiàng)正確的是（ ）
A．兩鉤碼上升的速度相等 B．兩滑輪組繩端的拉力相等
C．甲滑輪組的總功比乙少 D．兩滑輪組的機(jī)械效率相等
9.（2020武威）如圖所示，在不計(jì)繩重和摩擦的情況下，用彈簧測(cè)力計(jì)沿豎直方向勻速拉起重為6N的物體，物體上升0.4m所用時(shí)間為4s。此過(guò)程中拉力的功率為_(kāi)_____W，滑輪組的機(jī)械效率為_(kāi)_____。
10-.（2020黔西南州）如圖所示，工人們用同一滑輪組，根據(jù)需要有兩種方式來(lái)提起等重的建筑材料，若不計(jì)摩擦和繩重，則F1______F2，機(jī)械效率ηA______ηB。（填“>”“=”或“