【2019最新】物理下册12、3机械效率导学案新版新人教版word版

【2019最新】物理下册12、3机械效率导学案新版新人教版word版

一、课程实施标准

二、教学重点、难点

重点：机械效率。

难点：测量滑轮组的机械效率。

三、知识要点

（一）有用功和额外功

1．实验：使用动滑轮是否省功

（1）如图l甲所示，用弹簧测力计将钩码匀速地提升一定的高度，计算拉力所做的功W1=___________________。

（2）如图l乙所示，用弹簧测力计并借助一个动滑轮将同样的钩码________地提升相同的高度，再次计算拉力所做的功W2=___________________。

实验结果表明，虽然在两次实验中钩码被提升了相同的高度，但W1_______W2。

这说明：尽管使用动滑轮会________力，但由于滑轮本身要受到重力的作用以及摩擦等因素的影响，使我们在使用机械时________做了功。

2．有用功：为达到目的所________的功，用W有表示。有用功是指对人们需要的，有一价值的功。

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（1）提升重物时（图2）

W有=___________________。

（2）在粗糙水平面上移动物体时（图3）

W有=____________________。

（3）在水中提升物体时（图4）

W有=___________________。

3．额外功：在使用机械时，我们还不得不克服滑轮本身的_______和_______力等因素的影响而做功，这部分功叫做额外功，用W额表示。它是人们不需要但又不得不做的功。

4．总功：_______功加_______功是总共做的功，叫做总功，用W总表示。

总功、有用功和额外功之间的关系W有=_______+_______。

总功W总=____________________。

【答案】G物h，匀速，（G物+G动）h，﹤，省，多；必须，Gh，Fs，（G-F浮）·h；重力，滑轮和绳之间的摩擦；有用，额外，W有，W额，Fs

（二）机械效率

在保证所做有用功一定的情况下，人们总是希望额外功越少越好。即额外功在总功中所占的比例越少越好。

1．定义：物理学中，将_______功跟_______功的_______叫做机械效率。

2．符号：?（作aita）

3．公式：? =

4．说明：（1）使用任何机械都不可避免地要做额外功，有用功总是_______总功，所以机械效率总是_______1的。

（2）机械效率通常用百分数表示。

（3）机械效率与功率_______关。

（4）同一机械的机械效率高低不仅与装置本身有关，还与机械的具体使用条件有关。

5．不同机械的机械效率公式

（1）利用滑轮竖直提升重物（图5）

不考虑绳子伸长：s=_______h

①

? =

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②不考虑绳重和摩擦，物体匀速上升：F=____________________。

（2）利用滑轮水平移动重物（图6）

不考虑绳子伸长：s=_______h

（3）利用滑轮组从水中提升重物（图7）

不考虑绳子伸长：s=_______h

①

? =

②不考虑绳重和摩擦，物体匀速上升：F=____________________。

（4）利用斜面移动重物（图8）

斜面长度为L，斜面高度为h，物体重力为G，对物体施加的沿斜面方向的推力F

①光滑斜面：将同一物体升高相同的高度，斜面越_______越省力。

②粗糙斜面：

? =

6．提高机械效率的方法：

（1）尽量减少_______功，（减小摩擦、减小G动）

（2）当额外功一定时，尽量增加每次提起重物的_______。

【答案】有用，总，比值；，大于，小于，无关；3，，；3；，；低，；额外，重力

四、典型例题

例1．起重机把质量为0.5t的重物匀速提升了3m，而它的电动机所做的功是3.4X104J，起重机的机械效率是多少? g取10N/kg。

【答案】44%

【难易】简单

【考点】考查机械效率的计算

【解析】起重机匀速提升重物所用的力等于物体所受的重力

F＝G＝mg＝0.5×103kg×10N/kg＝5×103N，

起重机提升重物做的功是有用功W有＝Fh＝5×103N×3m＝1.5×104J；

电动机做的功为总功：W总＝3.4×104J，起重机的机械效率为：

η＝W有/W总＝1.5×104J/3.4×104J＝44%

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例2．一台起重机将重3600N的货物提高4m。如果额外功是9600J，起重机做的有用功是多少? 总功是多少? 机械效率是多少? 起重机所做的额外功是由哪些因素引起的?

【答案】见解析

【难易】中等

【考点】考查机械效率的计算

【解析】一台起重机将重3600N的货物提高4m，W有＝Gh=3600N×4m=14400J

额外功W额＝9600J，起重机总功W总＝14400J+9600J=24000J。

机械效率η＝W有/W总＝14400J/24000J=60%

起重机在克服摩擦方面消耗了额外功；在克服设备部分部件运动消耗了额外功。

例3．在斜面上拉一个重4.5N的物体到高处（图9），沿斜面向上的拉力为1.8N斜面长1.2m，高0.3m。把重物直接提升h所做的功作为有用功，求这个斜面的机械效率是多少?

【答案】62.5%

【难易】中等

【考点】考查斜面机械效率的计算

【解析】有用功W有=Gh=4.5N×0.3m =1.35J

总功W总=Fs=1.8N×1.2m =2.16J

机械效率：η＝W有/W总=62.5%

例4．如图10所示，用一个动滑轮在5s内将一重为200N的物体向上提起3m，拉力为150N。这个动滑轮的机械效率是多少? 拉力的功率有多大?

【答案】67%，180W

【难易】中等

【考点】考查机械效率的计算

【解析】拉绳自由端移动S=2h=2×3m=6m

总功W总=FS=150N×6m=900J

有用功W有=Gh=200N×3m =600J

机械效率η＝W有/W总=600J/900J=67%

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拉力的功率P=W/t=900J/5s=180W

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/qiji.html