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机械效率
学习目标、重点、难点
【学习目标】
1、?知道什么是有用功、额外功、总功。
2、?理解机械效率的概念。
3、?知道任何机械效率总小于1,知道提高机械效率的方法,认识提高机械效率的意义,增强节能意识,提高对科学发展观的认识。
4、?在实验探究过程中学会设计实验,收集实验数据,归纳规律。
【本节重点】会求有用功、额外功、总功、机械率
【本节难点】提高机械率的方法
本节知识概览图
提高机械效率
提高机械效率
有用功:为了达到某一目的而必须做的功
额外功:在工作时,对人们没有用,但又不得不做的功
总功:有用功与额外功之和叫做总功
定义:有用功与总功的比值叫做机械效率
计算公式:×100%
机械效率通常是一个百分数,机械效率总小于100%
机械效率
提高滑轮组机械效率的办法
(1)减少动滑轮重
(2)减少绳重
(3)减少摩擦阻力
(4)增加被提升的物重
新课导引
如上图所示中,三种运沙子的方法哪种最好?为什么?
教材精华
知识点1有用功、额外功和总功
有用功:为了达到某一目的而必须做的功叫做有用功.
额外功:在工作时,对人们没有用,但又不得不做的功叫做额外功.
总功:有用功和额外功之和叫做总功.
探究实验
[提出问题]什么是有用功、额外功和总功?
[制订计划与设计实验]参照如图9—112所示的方法进行实
验.(1)用弹簧测力计将钩码提升一定高度,如图9—112甲所示.
(2)用弹簧测力计并借助一只动滑轮将同样的钩码提升相同的高度,
如图9—112乙所示.比较弹簧测力计两次拉力所做的功,你能发现什么?找出原因.
[实验器材]弹簧测力计、钩码2个、定滑轮2个、细绳1条、铁架台.
[实验过程](1)用弹簧测力计直接将重为4N的钩码匀速提升0.5m,记下弹簧测力计的示数F2和物体升高的高度h1.
(2)用弹簧测力计并借助一只动滑轮将重4N的钩码匀速提升0.5m,记下弹簧测力计的示数F2和绳子自由端在F2方向上伸长的长度.
[实验记录]
拉力/N
在力的方向移动的距离/m
直接用弹簧测力计提重物
4
用弹簧测力计并借助一只动滑轮提重物
3
1
[实验论证](1)直接用弹簧测力计将钩码提升0.5m,拉力F1所做的功为W1=F1·s=4N×0.5m=2J.
(2)用弹簧测力计借助动滑轮将钩码提升0.5m,拉力F2所做的功为W2=F2s=3N×lm=3J.
(3)W2W1,表明借助滑轮的弹簧测力计做功多一些,做功多的原因是机械本身的自重以及摩擦等因素的影响。
[得出结论]拉力所做的功,即动力做功,物理学中叫做总功.它包括将重物提升一定高度不得不做的功和克服滑轮重、绳重及摩擦阻力所做的功.在工作时,对我们没有用,但又不得不做的功叫做额外功.从总功中减去额外功,才是对我们有用的功,物理学中叫有用功.
知识点2机械效率
定义:有用功和总功的比值叫做机械效率.
机械效率用字母η表示,计算公式为η=×100%.
在使用任何机械时,除了做有用功外,都不可避免地要做额外功,所以有用功总是小于总功,机械效率永远小于100%.
机械效率与功率:功率与机械效率是概念完全不同的两个物理量.功率是表示做功快慢的物理量;机械效率则是表示机械做功有效成分(即有用功占总功的比例)的物理量.两者没有任何必然联系,不能混为一谈.
正确理解机械效率
机械效率是反映机械性能好坏的物理量,由公式η=×100%可知,有用功占总功的比例越大,机械效率越高.机械效率的高低与使用机械是否省力或省力的多少没有直接联系,它是由有用功和总功这两个因素共同决定的.当额外功一定时,有用功越大,机械效率越高,所以同一机械在不同情况下使用,其机械效率不一定相同.例如:用同一滑轮组提升重力不同的物体时,机械效率是不同的,提升的重物越重,机械效率越高,提升的重物越轻,机械效率越低.
探究实验
[提出问题]机械效率总是一定的吗?
[制订计划与设计实验]按如图9—114所示的方式组装好滑轮组,并使用该滑轮组分别将甲、乙重物提起,再将两次实验数据填写在表中,进而比较两次实验的机械效率是否相等,若不相等,你能说出其中的原因吗?
[实验器材]刻度尺、钩码、弹簧测力计、铁架台、如图9—114所示的滑轮组、长约2m的细绳.
[实验过程](1)按照图9—114甲那样,把滑轮组安装好,记下钩码和弹簧测力计的位置.
(2)匀速拉动弹簧测力计,使重物甲(钩码)升高,从弹簧测力计上读出拉力F的值,用刻度尺测出重物甲(钩码)上升的高度h和弹簧测力计移动的距离s,填人记
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