人教版八年級下冊12.3 機(jī)械效率學(xué)案-學(xué)案下載-教習(xí)網(wǎng)

1.能結(jié)合實(shí)例分析什么是有用功、額外功和總功。（重點(diǎn)）
2.能說出機(jī)械效率的含義，知道機(jī)械效率總是小于1的。能利用機(jī)械效率的公式進(jìn)行簡單的計算。（重點(diǎn)）
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)。（難點(diǎn)）
自主學(xué)習(xí)
1.利用機(jī)械工作時，對人們有用的功叫做____ ____，用________表示。
2.利用機(jī)械工作時，并非人們需要但又不得不做的功叫做________，用________表示。
3.總功：________與______ __之和，用____ ____表示。總功、有用功、額外功之間的關(guān)系為________。
4.物理學(xué)中，將_____ ___跟_____ ___的比值叫做機(jī)械效率，用字母_____ ___表示，表達(dá)式為________。
5.使用任何機(jī)械都________要做額外功，有用功總是__ ______總功，所以機(jī)械效率總是____ ____1的。機(jī)械效率通常用________表示。
6.提高_(dá)_____ __可以充分地發(fā)揮機(jī)械設(shè)備的作用；提高機(jī)械效率的主要辦法是改進(jìn)______ __，使它更____ __、更_____ ___。
合作探究

甲乙
探究點(diǎn)一認(rèn)識有用功和額外功
1.通過前面的學(xué)習(xí)了解到，利用簡單機(jī)械可以省力，那么利用簡單機(jī)械可不可以省功呢？
實(shí)驗(yàn)：使用動滑輪提升重物是否省功
提出問題不使用機(jī)械直接提升物體做的功，與使用機(jī)械提升物體做的功一樣嗎？
實(shí)驗(yàn)1 如圖甲所示，用彈簧測力計將鉤碼緩慢勻速提升一定高度，讀出彈簧測力計的示數(shù)并計算出拉力所做的功。
實(shí)驗(yàn)2 如圖乙，利用動滑輪將同樣的鉤碼緩慢勻速提升相同的高度，讀出彈簧測力計的示數(shù)并計算拉力所做的功。
分析討論
總結(jié)：利用動滑輪提升重物，比直接用手提升重物________（選填“省功”或“不省功”）。
2.同學(xué)們觀察，教師用多媒體演示用動滑輪提升沙子的過程，討論回答：
（1）該過程中，人們的目的是什么？
（2）為了達(dá)到人們的目的所做的功怎么計算？
（3）在提升沙子的過程中，你覺得哪部分功是我們不想做的？若要計算，應(yīng)如何計算？這部分功可以不做嗎？
3.總結(jié)：人們在利用機(jī)械做功的過程中，為了達(dá)到某種目的而做的功叫做________（如克服沙子的重力而做的功），不想做而又不得不做的功叫做________（如克服桶重、繩子重而做的功），額外功是________（選填“可”或“不可”）避免的。
4.分析：（1）人們在用水桶從井中提水的過程中，人們所做的功哪部分是有用功，哪部分是額外功？
（2）打撈掉到井里的水桶，撈上的桶里帶了一些水，人們對哪部分做的功是有用功，對哪部分做的功是額外功？
針對練習(xí)1 買茶杯的人從貨架上拿起茶杯，喝茶水的人從桌面上端起茶杯，就兩人克服茶杯重力做功的說法中正確的是（）
A.都是有用功
B.都是額外功
C.對喝茶的人來說是有用功
D.對買茶杯的人來說是有用功
探究點(diǎn)二認(rèn)識總功
人們在利用機(jī)械達(dá)到某種目的的時候，實(shí)際做的功等于________的總和，稱為總功，表達(dá)式為________。
針對練習(xí)2 某同學(xué)不小心把水桶掉進(jìn)井里，當(dāng)他把桶從井里撈上來時，桶里帶了一些水，下列有關(guān)有用功、額外功、總功的說法中正確的是（）
A.克服桶的重力做的功是總功
B.克服桶內(nèi)水的重力做的功是有用功
C.克服桶的重力做的功是有用功
D.克服桶內(nèi)水的重力做的功是總功
探究點(diǎn)三機(jī)械效率
1.閱讀教材第86頁“機(jī)械效率”內(nèi)容。
總結(jié)：在物理學(xué)中，將________叫做機(jī)械效率，其表達(dá)式為________。
2.思維拓展：由于機(jī)械不同，表現(xiàn)出的有用功和總功及額外功的形式也不一樣，所以機(jī)械效率的計算方法也不同。
（1）杠桿：η=________。
（2）懸掛式滑輪組：η=________。
（3）水平放置式滑輪組：η=________。
（4）斜面：η=________。
針對練習(xí)3 （2019·湖北荊州中考）湖北省第二屆園林博覽會于2019年9月28日在荊州開幕。在某場館建設(shè)中，采用了如圖所示的裝置提升重物，當(dāng)工人師傅們用1 000 N的拉力F向下拉繩，使重1 600 N的重物勻速上升了5 m，此過程中克服繩重和摩擦做功500 J，下列說法中正確的是（）
A.拉力F做功為5×103 J
B.纏繞在動滑輪上每股繩的拉力為800 N
C.動滑輪重為300 N
D.滑輪組的機(jī)械效率為75%
探究點(diǎn)四測量滑輪組的機(jī)械效率
1.閱讀教材第87頁“實(shí)驗(yàn)”內(nèi)容，思考以下問題。
（1）用滑輪組提升重物時，有用功和總功分別是什么？
___________ _ ____，_____ ___________。
（2）測量滑輪組的機(jī)械效率的原理是什么？
η=________=________。
（3）實(shí)驗(yàn)需要測量哪些物理量？
___ _____、___ _____、______ __、_____ ___。
（4）應(yīng)該選擇哪些測量工具？
_____ ___、______ __。
2.按照教材中的實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
3.分析教材表格中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，思考下列問題。
（1）同一滑輪組的機(jī)械效率與____ ____有關(guān)，同一滑輪組_____ ___越大，滑輪組的機(jī)械效率越大。
（2）用不同滑輪組提升同一物體時，其機(jī)械效率與動滑輪的_______ _有關(guān)，動滑輪___ _____越小，滑輪組的機(jī)械效率越大。
（3）提高機(jī)械效率的方法：___ _____。
結(jié)論：在用滑輪組提升重物時，應(yīng)________拉動彈簧測力計；影響滑輪組機(jī)械效率的因素有：_ _______和______ __。
針對練習(xí)4 小明和小強(qiáng)在測“滑輪組機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)中，組裝好如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置，他們分別記下了鉤碼和彈簧測力計的位置。
（1）實(shí)驗(yàn)時，小明________豎直向上拉動彈簧測力計，使鉤碼升高，彈簧測力計讀數(shù)為0.5 N；同時小強(qiáng)也用刻度尺測出鉤碼被提升的高度為10 cm，以上測量結(jié)果準(zhǔn)確無誤，其他被測物理量和計算數(shù)據(jù)記錄如表：
（2）小明和小強(qiáng)通過計算得出該滑輪組機(jī)械效率為100%，他們意識到出現(xiàn)了錯誤，請你幫他倆找出錯誤的原因：________。
（3）該滑輪組的機(jī)械效率實(shí)際為________。
（4）在實(shí)驗(yàn)中，若將鉤碼的重增加到6 N，則該滑輪組的機(jī)械效率將________（選填“變大” “變小”或“不變”）。
參考答案
針對練習(xí)
1.D 解析：對于買茶杯的人來說，他的目的是把茶杯從貨架上拿下來，且人對茶杯做了功，所以買茶杯的人對茶杯做的是有用功；對于喝茶的人來說，他的目的是喝茶，但人也對茶杯做了功，所以喝茶的人對茶杯做的是額外功，故D正確。
2.C 解析：該同學(xué)的目的是撈水桶，所以對桶做的功是有用功，但對水又不得不做功，所以對水做的功是額外功，對水和水桶做的功是總功，故C選項正確。
3.C 解析：由題圖知，n=2，拉力端移動的距離s=2h=2×5 m=10 m，拉力F做功為W總=Fs=1 000 N×
10 m=1×104 J，故A錯誤；
已知繩子末端的拉力F為1 000 N，則纏繞在動滑輪上每股繩的拉力為1 000 N，故B錯誤；
拉力做的有用功W有=Gh=1 600 N×5 m=8×103 J，
拉力做的額外功W額總=W總-W有=1×104 J-8×103 J=2×103 J，此過程中克服繩重和摩擦做功W額1=
500 J，
提升動滑輪做的額外功W額2=W額總?W額1=2×103 J-500 J=1.5×103 J，
由W=Gh可得動滑輪重：
G輪===300 N，故C正確；
滑輪組的機(jī)械效率η===80%，故D錯誤。
4.（1）勻速（2）彈簧測力計提升的高度應(yīng)該是0.3 m，不等于0.2 m （3）66.7% （4）變大
解析：（1）實(shí)驗(yàn)時應(yīng)勻速豎直向上拉動彈簧測力計，此時繩子拉力大小等于彈簧測力計示數(shù)。
（2）由圖示滑輪組可知，滑輪組承擔(dān)鉤碼重的繩子的段數(shù)n=3，已知鉤碼上升高度h=0.1 m，故彈簧測力計提升的高度s=nh=3×0.1 m=0.3 m，但由表中數(shù)據(jù)可知，彈簧測力計提升的高度為0.2 m，彈簧測力計提升的高度錯誤，從而導(dǎo)致滑輪組機(jī)械效率錯誤。
（3）滑輪組的機(jī)械效率
η== =≈66.7%。
（4）提升的鉤碼重增加到6 N，有用功增加，額外功不變，所以有用功在總功中占的比例增大，則滑輪組的機(jī)械效率將變大。
鉤碼重
G/N
彈簧測力計提升的高度s/m
有用功
W有/J
總功
W總/J
機(jī)械效率
η
1
0.2
0.1
0.1
100%

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