初中科学浙教版（2024）九年级上册第4节 简单机械教学ppt课件

这是一份初中科学浙教版（2024）九年级上册第4节 简单机械教学ppt课件，共30页。PPT课件主要包含了学习目录，学习目标，课堂导入，PART01，机械效率，PART02，课堂练习，课堂总结等内容，欢迎下载使用。
如图所示，用这三种方式将沙子提到二楼，其中使用动滑轮的优点是什么？直接提升重物和使用简单机械提升重物做的功相同吗？
我们的目的是将沙子提到二楼，那么克服沙子重力所做的功属于提升重物过程中必须要做的功，这部分功叫做有用功。 而克服人体、桶、动滑轮、袋子的重力等做的功均属于并非我们需要但又不得不额外做的功。利用机械时，人们不得不额外做的功叫做额外功。 人的拉力F（动力）对动滑轮（机械）所做的功，叫做总功。
由于存在额外功，因此，总功必定大于有用功。
计算有用功、额外功和总功（忽略空气阻力和摩擦），比较三种方式的优略
三种方式的有用功相同，均为克服沙子重力做的功，额外功①＞②＞③，故方式③付出的能量最少。但不论用哪种机械，都会出现额外功，均比不使用任何机械所需做的功多。故：
使用任何机械都不能省功（功的原理）
思考与讨论：（1）在用动滑轮提升重物的过程中，有哪些额外功？你希望额外功大一些还是小一些？
额外功包括克服动滑轮重力做的功、克服摩擦力所做的功、克服绳子重力所做的功。额外功并不是我们需要的功，因此额外功越小越好。
（2）请从功是能量转化的量度的角度，对有用功、额外功和总功进行分析。怎样描述机械工作时能量的利用率？
有用功在总功中所占的比例就是机械工作时能量的利用率。
使用机械做功时，有用功在总功中所占的比例越大，说明利用机械工作的效率就越高，或者说机械工作时能量的利用率越高。
机械效率是表示机械性能的一项重要指标。一般的滑轮组的机械效率为50%~70%，起重机的机械效率是40%~50%，抽水机的机械效率为60%~80%。在使用机械时，总是尽可能减小额外功以提高机械效率。提高机械设备的机械效率有着重要的现实意义。
思考与讨论：机械功率与机械效率有什么区别？
机械效率与功率间没有必然的联系。功率是表示做功快慢的物理量，而机械效率则表示机械对总功的利用率。功率大的机器，效率不一定高。比如内燃机车功率高达数万瓦特，但效率却只有30%~40%，而电动玩具车功率只有几瓦特，但效率却可达80%。
你是否看到过如图所示的搬运货物的情景？斜放的平板构成了一个斜面，斜面也是一种简单机械，利用它可以更省力地将货物从低处搬运到高处。斜面作为一种简单机械，使用时也同样存在着一个效率高低的问题。
活动：（1）如图所示，将1块长木板的一端垫高，构成一个斜面，用刻度尺测出斜面的长s和斜面的高度h。（2）用弹簧测力计测出小车的重力。（3）用弹簧测力计沿着斜面把小车从斜面底端匀速拉到顶端，读出弹簧测力计的读数。（4）改变斜面的倾斜程度，重复上述步骤2次。（5）将测量结果记录在下面的表格中。
由实验数据可知，对光滑程度相同的斜面，斜面的倾斜程度越大，斜面的机械效率越高。这是为什么呢？
斜面的有用功是克服物体重力做功，额外功是克服斜面和物体之间的摩擦力做功，斜面的倾斜程度越大，物体对斜面的压力越小，根据摩擦力的影响因素可知，接触面光滑程度不变时，压力越小，摩擦力越小，故斜面倾斜度越大，额外功越小，故有用功的占比越大，即机械效率越大。
思考与讨论：怎样求出斜面和物体之间的摩擦力呢？
例1. 关于机械效率，下列说法正确的是（ ）A.机械效率越大，越省力B.机械效率越大，做功越多C.机械效率越大，功率越大D.机械效率越大，额外功在总功中所占的比例越小
例2. 如图所示，有一个斜面长s为1.2m、高h为0.3m，现将一个重为16N的物体沿斜面向上从底端匀速拉到顶端，若拉力F为5N，则（ ）A.物体沿斜面匀速上升时动能转化为重力势能B.拉物体的速度越快，斜面的机械效率越高C.该斜面的机械效率是90%D.斜面上物体受到的摩擦力为1N
例3. 如图所示，物重G为2000N，小金用800N的拉力花2s的时间把物体沿斜面匀速移动了4m，提升高度为h为2.5m。（不计滑轮、细绳的重。不计细绳与滑轮间的摩擦）。下列说法正确的是（ ）A.拉绳子自由端的速度4m/sB.拉力所做的功大小为5000JC.整个系统的机械效率为78.125%D.物体受到斜面对它的摩擦力为1150N