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机械效率 学案

发布时间:2014-02-04 13:50:44  

15.2.1 机械效率 学案

九年级备课组 执笔人: 时间:.

学习目标:1.理解什么是有用功、额外功和总功 2.理解什么是机械效率

3.会计算简单机械的机械效率

学习过程: 自主学习

1.什么是功的原理?(口答)

2.如图所示的动滑轮提升重5N的物体上升1m,动滑轮对物体做功W1= ,理想情况

下,根据功的原理,人对动滑轮做的功W2= ,绳子自由端移动的距离为s= 求动力F= 。

3.判断右图中分别用三种方式把沙子提到装修的楼上去,哪些是有用功?哪些是额外功?总功? (口答)

4.几个基本概念:

有用功W有用:为了达到我们的目的, ____________________________的功。 额外功W额外:____________________________________但又不得不做的功。 总功W总:________________________________________总共做的功。 5.三者之间的关系:________________________。

6.机械效率的概念:物理学中,将____________与________________的比值叫做机械效率。即公式:________________________ 师生互动

1.有用功、额外功和总功

2. 机械效率(根据上面的计算数据完成下列表格)

3. 有没有机械效率等于100%的机械? 由于使用任何机械都不可避免的要做额外功,有用功总小于总功,所以机械效率总是_____________。

4.提高机械效率的实际意义是什么?提高机械效率的有效办法有哪些

5.一台起重机把质量为0.6t的重物匀速提升了3m,而它的电动机所做的功是3.4×104

J,则起重机所做的额外功是多少?起重机的机械效率是多少? 课堂检测

1._________________________的比值叫做机械效率。如果某机械的效率为85%,其物理意义是________________________________,除理想机械外的任何机械的效率总是_________,这是因为____________________________________。 2.简单机械的机械效率高是指( )

A.有用功多 B.额外功少 C.总功多 D.有用功占总功的比例高 3.关于功和机械效率,下列说法中正确的是( )

A.机械效率越小的机械做的总功一定越多

B.机械效率越大的机械,做的有用功占总功的比例越大 C.机械效率越大的机械做的额外功一定越少 D.做的有用功越多的机械,其机械效率一定越大

4、用水桶从井中提水时,对 所做的功是有用功,对 所做的功是额外功,总功

是 ;如果桶掉到井里,从井里捞桶时,捞上来的桶里带了一些水,对 所做的功是有用功,对 所做的功是额外功,总功是 。

5.从深为5m的井中直接将一桶水提出井口,已知桶重20N,桶中水重80N.若此人的目的是为了提水,则机械效率为 ,若此人的目的是为了捞桶,则机械效率为 .

6.工人用一根杠杆提升一桶油,他用250N向下的拉力拉过1.2m,油桶上升30cm,若杠杆的机械效率为90%,则油桶重为 N.

7.一台起重机把重为3600N的货物匀速提升了4m,如果额外功是9.6×103

J,则起重机所做的有用功是多少?总功是多少?起重机的机械效率是多少?起重机在哪些方面消耗了额外功? 巩固提升

1.用一个动滑轮把重为200N的货物匀速提高4m,所用的拉力是125N,则有用功是 J,总功是 J,这个动滑轮的机械效率为 . 2.用一个滑轮组在6s内把84N的重物匀速提升4m时,在绳的自由端所加拉力大小为40N,自由端通过的距离为12m.则此过程中,有用功为 J,拉力做的功为 J,滑轮组的机械效率为 .

3.将动滑轮改为定滑轮使用后,在相同的时间内把同一物体匀速提高相同高度,则改动后与改动前比较 ( )

A.节省了力 B.提高了功率 C.降低了效率 D.提高了效率

4.用如图3所示的滑轮组把重100N的物体匀速提升0.5m,所用的拉力是80N,下列说法正确的是 ( )

A.总功是50J,有用功是80J B.有用功是50J,额外功是20J

C.总功是100J,有用功是80J D.总功是80J,机械效率是62.5% 5.要提高某机械的机械效率,应该 ( )

3

A.减小外力所移动的距离 B.减小额外功占总功的百分比

C.减小总功 D.减小外力

6.为了粉刷教室,需要将涂料运到五楼上。工人师傅可以采用的方法有:①用人直接搬运上去;②用定滑轮提上去;③用动滑轮提上去。在这几种方法中( ) A.最省力的是② B.最省力的是③ C.所做有用功最多的是① D.机械效率最高的是③

7.一个工人用如图9所示的滑轮组提起重2000N的货物,所用的拉力是800N,绳子自由端被拉下4m,求 :有用功,额外功 总功和机械效率分别是多少?

8.某人用一个动滑轮匀速提升400N的重物,所用的拉力为220N,绳子自由端被拉起2米,在此过程中,求:(1)拉力所做的功 (2)滑轮组的机械效率 (3)滑轮组中动滑轮的重力(不计摩擦和绳重)

15.2.2 机械效率 学案学案

九年级备课组 执笔人:张瑞华 时间:2012.11.

学习目标: 1.探究斜面的机械效率与哪些因素有关。 2.会计算斜面等机械的机械效率。 学习过程: 自主学习

1.___________跟______________的比值叫机械效率。即?=____________(字母表达式)变形公式W有用=_______W总=_________。

2、光滑程度相同的斜面,倾斜程度越小,拉力_________,也就是越_____________。 3.斜面长为L,高为h ,将重为G的物体沿

斜面由底部匀速推至顶部,物体受到的摩擦力为f,推力为F,F_____f(等于、不等于)W有用

=_______ 、W总=_________则斜面的机械效率?=____________________。 师生互动 (一)探究

猜想:(1).你认为省力多少与斜面的倾斜程度有什么关系? .

(2).斜面的机械效率与那些因素有关? .

如果探究光滑程度相同的斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有什么关系,选哪些实验器材? . 实验中需要测哪些物理量? .

实验过程:①测量小木块的重量,记录数据; ②把小木块用弹簧秤沿斜面匀速向上拉;分别记录拉力F、木块沿斜面移动的距离S、木块上升的高度h。③改变斜面的倾斜程度,重复步骤②。

(二)思考: 1.怎样计算总功? 。

2.怎样计算有用功? 。

3.怎样计算机械效率? 。 4.把物体拉上斜面时,额外功是什么? 。 5. 把物体拉上斜面时,为什么要匀速缓慢拉动弹簧测力计? 。 结论:在斜面光滑程度一定时,斜面的倾斜程度 ,机械效率越 。 在其他条件不变时,斜面的机械效率还与斜面的粗糙程度有关。

(三)例题:斜面长5m,高1.5m,把重为800N的物体匀速推向斜面顶端。若斜面是光滑的,则推力为____N,如果斜面不光滑,所用推力为300N,克服摩擦力做的功为____,摩擦力为____N,斜面的机械效率为____。 课堂检测

1.盘山公路总是修得盘旋曲折,目的是为了____(填“省力”或“省功”)。

2.某人用200N的推力沿高为2m,长为10m的粗糙斜面把重为500N的物体推到斜面顶端,问有用功是多少?人的推力所做的总功为多少?额外功是多少?斜面的机械效率是多少?

3.在探究斜面机械效率的实验中,小明提出了“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关”的猜想.

(1)要测量斜面的机械效率,除了长木板和木块(如图所示)外,还需要的主要测量工具是刻度尺和_ _ __。

(2)在实验过程中,应沿斜面向上拉动木块,使其做__ __运动。 (3)要验证以上猜想,需要控制不变的因素有: . (4)斜面在我们生活中的应用有__ __(只写出一条即可)。

4.有一斜面长L=8米,高h=2米,把质量m=200千克的物体沿斜面拉到顶端。若受到摩擦力是物重的0.1倍,求斜面的机械效率。

巩固提升

1.下列说法正确的是( )

A.使用机械效率高的机械,既能省力,又能省功 B.使用机械效率低的机械,一定费力,且费时间 C.使用光滑的斜面时,机械效率为零 D.使用光滑的斜面时,机械效率可以等于1

2.利用如图所示装置将重为100N的物体匀速从斜面的底端拄到顶端,已知斜面的长是5 m.高是2m,拉力为F=50 N,则装置的机械效率为( ) A. 40% B.50% C.80% D.100%

3.现要利用斜面将木箱拉上汽车,下列做法可以提高机械效率的是( ) A.以较快的速度拉木箱 B.以较慢的速度拉木箱 C.减小斜面的倾斜程度 D.增大斜面的倾斜程度

4.小华用20N的力把重为25N的物体沿着长为20cm、高为10cm的斜面,从斜面底端拉到顶端。则斜面的机械效率为____。

5.如图所示,为方便残疾人上下阶,一些公共场所设计了专用道(斜面),沿通道上台阶和直上台阶比较,可以____(填“省力”或“省功”),若将重700N的小车沿8m长的斜面匀速推上1.2 m高的平台,沿斜面所用的推力为150N,在此过程中斜面的机械效率为 。

6.将重物从长4m、高1m的斜面底部匀速推上斜面的顶端,已知沿斜面所用的推力是300N,斜面的机械效率是75%,则推力做的总功为___ _J,推力做的有用功为____ J,物体的重是__ N。 7.如图所示,一物块A重50N,在大小为30N的力F的作用下,沿着长 1=4m,高h=2m的斜面匀速拉至斜面顶端,则拉力F做的有用功为 ,拉力F做的总功为__ __,斜面的机械效率为_ ___,如果要提高此斜面的机械效率,可采取的措施是

8.小芳同学设计了一个高度可调节的斜面来探究斜面的省力情况、斜面的机械效率与斜面的倾斜程度之间的关系,如图所示。她首先测出小车重,然后用弹簧测力计沿斜面拉动小车,调节斜面倾斜角的大小多次测量,得到下表所示的数据:

(1)请你替小芳在上表中的空格处填上适当的数据;

(2)分析上表中的数据,可以得出的探究结论是:斜面倾斜角越小,斜面越省力,斜面的机械效率越____; (3)实验过程中拉力的方向应 _;

(4)若想探究斜面的机械效率与物重的关系,则要保持 不变,斜面的光滑程度不变,只改变小车的重,这种研究问题的方法我们称之为__ __法。

9.如图所示,斜面长S=lOm,高h=4m.用沿斜面方向的推力F,将一个重为100N的物体由斜面底端A匀速推到顶端B.运动过程中物体克服摩擦力做了100J的功,求: (1)运动过程中克服物体的重力做的功; (2)斜面的机械效率; (3)推力F的大小。

15.2.3 机械效率 学案学案

九年级备课组 执笔人:张瑞华 时间:2012.11.

学习目标:1.掌握机械效率的概念,会计算简单机械的机械效率。

2.知道提高机械效率的一些具体方法。

学习过程: 自主学习

一、判断:关于机械效率下面说法中否正确. 1.有用功越多,机械效率越高( ) 2.额外功越少,机械效率越高( ) 3.做总功越多,机械效率越低( )

4.做相同的有用功,额外功越少,机械效率越高( ) 5.做相同的总功时,有用功越多,机械效率越高( ) 6.因为有用功总小于总功,所以机械效率总小于1( ) 7.做的额外功一定时,总功越少,机械效率越高( ) 8.有用功在总功中占的比例越大,机械效率越高.( ) 二、测滑轮组的机械效率

1.用下图中所示器材做“测滑轮组的机械效率”实验,请你回答:(1)若要计算出实际过程中的有用功和总功,实验中还需要使用的测量工具是_ ___;

(2)该实验需要测量的物理量是____、____、____和 (填字母代号并在图中标明)。 师生互动

(一)滑轮组竖直上拉问题综合分析

S拉(4) .绳自由端上图3

(1)n = (1)n = (1)n = (2) F= (2) F= (2) F= (3)S拉= (3)S拉= (3)S= (4) V拉= (4) V拉= (4) V拉= (5) W拉= (5) W拉= (5) W拉= (6) W物= (6) W物= (6) W物= (二)、讨论影响动滑轮、滑轮组机械效率的因素及提高机械效率的方法

同一个动滑轮或滑轮组,提起的重物越重,机械效率越高;提起相同的重物,动滑轮越重,或使用动滑轮越多,机械效率越低。

1. 为什么物重加大时,机械效率会增大?

同一动滑轮,提升重物至同样高度,物重增加,做的有用功 ,而额外功

2.提高动滑轮、滑轮组机械效率的途径:一是增加 ____ (即尽量满载时工作,增加有用功);二是减轻____ ,减少部件间的 ____ (即减少额外功占总功的比例) 例题1:各种机械在使用时产生额外功的原因不完全相同,要根据具体情况具体分析。具体分析右图中三种做功情况(设滑轮规格相同),产生额外功最多的应是____图。若钩码(m=50g)在三种情况中均被提高1米,各种情况机械做的有用功均为_____,由此可判断出_______图的机械效率最大。(g取10N/Kg)

(三)抽水类计算题:W有= W总= η=

例:某泵站要将300 m3

水抽到20 m高处,用电动机带支抽水机,抽水系统的效率为75%,要消耗多少电能?

课堂检测

1.小文同学采用如图所示的两种不同的方式将同一货物搬运到同一辆汽车上,其中说法正确的是 A.甲种方法克服重力做功多 B.乙种方法更省力 C.两种方法机械效率相等 D.以上都不对 2.关于简单机械下列说法中正确的是

A.定滑轮不仅能改变力的大小而且能改变力的方向B.使用滑轮组不仅省力而且省功 C.做功越多的机械,其机械效率就越高 D.功率越大的机械,做功就越快 3.筷子是常用的餐具,根据最简单机械知识可知.使用筷子能

A.省力 B.省距离C.省功D.提高效率

4.工人用滑轮组把一箱箱货物从一楼提升到五楼,在滑轮组上加润滑油后,机械效率提高了,则加润滑油后工人提升同样的重物时,做功的( )

A.有用功减小,总功不变 B.有用功增加,总功增加 C.有用功减小,总功减小 D.有用功不变,总功减小

5.下列机械中,能省功的机械是( )A、扳手 B、天平 C、剪刀 D、以上三个均不省功 7.关于机械效率,下面说法正确的是( )

A. 功率越大的机械,机械效率越高 B. 机械效率大小与功率大小有关

C. 机械效率越低的机械,做的功就越少 D. 由于有用功总小于总功,机械效率总小于1 8.某人用图2所示的滑轮组提起1200牛的重物上升2米,所用的拉力是500牛,求:(1)此人所做的有用功、总功、额外功、机械效率分别是多少?(2)若用此滑轮组提升1500牛的重物,机械效率增大还是减小?(提高题:求出此时的机械效率) 9.工人师傅通常得用斜面把重物搬运到汽车上,如图5所示,汽车车厢底板高度h=1.5m,斜面长度s=3m,现用力F沿着斜面把重力G=1800N的重物匀速拉到车上,若不计摩擦F为 N;若实际拉力F’

=1200N,则该斜面的机械效率为 . 巩固提升

1.用滑轮组提升重物时,下列方法能够提高机械效率的是(不计摩擦和绳重)( )

A.改变绳子的绕法 B.增加重物提升高度 C.减小重物的提升高度 D.增加重物的质量 2.-个滑轮组改进后提高了机械效率,用它把同一个物体匀速提升相同的高度,改进后与改进前相

(1)拉力F做的总功;(2)有用功为多大?

比较可能是( ) A.做的有用功减少了 B.总功不变,有用功增加了 C.有用功不变,总功减少了 D.总功不变,额外功减少了

3.甲、乙两人用相同的滑轮和绳子分别组成如图所示的a、b两个滑轮组,把相同物体提升了相同的高度,则两滑轮组的效率ηa和ηb及甲、乙两人所用的力Fa和Fb的比分别是(不计摩擦及绳重)( )

A.2:3 2:3 B.3:2 3:2 C.l:1 3:2 D.l:1 2:3

4.小明同学利用圆珠笔杆、钢丝、细绳制成了如图所示的滑轮组用其匀速提升重物,下列说法正确的是( )

A.拉细绳的力F等于钩码重力G的1/3 B.拉细绳的力F等于钩码重力G的1/7 C.用该滑轮组提起不同的钩码,机械效率相同 D.用该滑轮组提起不同的钩码,机械效率不同

5.某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如表所示,实验装置如下图:(每个小滑轮质量相同)

(1)通过表中数据可分析出实验1是用 (填“甲”或“乙”)

图做的实验,实验2是利用

(填“甲”或“乙”

)图做的

实验。

(2)请将表中空白处填上恰当的数据(百分号前保留整数)。

(3)通过实验1和实验2的数据分析可得出结论:使用不同的滑轮组,提升相同的重物时,动滑轮的个数越多,滑轮组的机械效率 。

(4)比较实验1、3可得出结论:使用同一滑轮组.____ ,可以提高滑轮组的机械效率。 6.一辆汽车不慎陷入泥坑,司机用如图所示的滑轮组将汽车拖出。已知整个过程中,水平拉力F是1×l04

N,汽车沿水平方向匀速移动了4m,滑轮组的机械效率为80%。求:(1)拉力F做的总功;(2)有用功为多大?

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