苏科版（2024）九年级上册（2024）第十一章 简单机械和功五、机械效率备课课件ppt

这是一份苏科版（2024）九年级上册（2024）第十一章 简单机械和功五、机械效率备课课件ppt，共37页。PPT课件主要包含了逐点导讲练，课堂小结，作业提升，学习目标，课时讲解，课时流程，知识点，额外功和总功，感悟新知，机械效率等内容，欢迎下载使用。
有用功、额外功和总功机械效率滑轮组的机械效率
1. 探究动滑轮提升物体是否省功实验设计：用弹簧测力计测量钩码重G；如图1 所示，组装动滑轮；匀速竖直向上拉动弹簧测力计，且读出弹簧测力计的示数F，测量绳端移动的距离s 和钩码上升的高度h.
改变动滑轮下端所挂钩码的数量，进行多次实验，将实验数据记录在表格中.实验数据：
论证思考 根据实验数据如何论证使用动滑轮提升重物是否省功？
论证结果计算每次实验克服钩码重做功和拉力做功，比较两个功的大小关系得出结论. 例如，第1 次实验对钩码做功WG=Gh = 2 N × 0.1 m=0.2 J，拉力做功WF=Fs=1.3 N×0.2 m=0.26 J.
实验结论：使用动滑轮提升物体不能省功，反而要多做功.
深度思考 使用动滑轮提升物体时，在克服物体重做功之外，还要克服哪些因素而做功？
深度理解要克服动滑轮和绳的自重做功，还要克服滑轮和轴间的摩擦做功.
2. 有用功、总功和额外功(1)有用功：上述实验中，将钩码提升一定的高度是我们的目的，所做的功叫作有用功，用W 有用表示. 有用功W 有用=Gh.有用功相当于不用机械而直接用手对物体做的功.
(2)额外功：使用动滑轮提升重物时，克服绳重、动滑轮重，和摩擦做的功，不是我们需要的，但不得不做的功叫作额外功，用W额外表示.(3)总功：上述实验中，手拉绳所做的功叫总功，用W总表示. 则其总功W总=Fs.总功等于有用功和额外功之和，即W总=W有用+W额外.
深度思考 使用滑轮组把建筑材料运到楼顶，有用功能否减少？额外功能否减少？通过什么途径减小的？
深度理解使用机械工作时，有用功不能减少. 把建筑材料运到楼顶的有用功W有用=Gh. 减少有用功就不能完成工作.额外功可适当减少，可以通过选择自重轻的滑轮或滑轮轴加润滑油，来减少额外功.
如图2 所示，用40 N 的拉力F 水平拉着重为100 N 的物体在水平路面上匀速移动3 m 的距离. 物体所受摩擦力为60 N，则( )总功为300 J B. 有用功为240 JC. 额外功为60 J D. 总功为120 J
考向：总功、有用功和额外功的计算
解题秘方：(迁移思维)用滑轮拉物体在水平方向移动时，有用功是滑轮拉物体所做的功. 对滑轮而言额外功通常无法直接计算，需要借助于总功和有用功进行推算.
解析：使用动滑轮拉力端移动距离s=2s物=2×3 m=6 m，拉力做的总功W总=Fs=40 N×6 m=240 J；有用功等于克服物体受摩擦力做的功W有用=fs物=60 N×3 m=180 J；额外功W额外=W总－W有用=240 J－180 J=60 J.
深度理解机械效率是两个功的比值，没有单位，一般用百分数表示.
[中考• 徐州] 如图3 所示，工人用动滑轮提起木箱，使用动滑轮可以______。如果木箱重600N，工人用400N的力，将木箱匀速提高3m，则有用功为______J，动滑轮的机械效率为______。
考向：计算简单机械的机械效率
影响滑轮组(或动滑轮等)机械效率的因素
1. 动滑轮的机械效率根据如图1 所示实验的数据，计算机械效率如表所示.
实验思考 测量动滑轮的机械效率时，在何种状态读取弹簧测力计的示数？分析论证：第1、2、3 次的实验数据表明，同一个动滑轮提升的钩码越重，机械效率越大；第3、4 次的实验数据表明，拉动钩码升高不同的高度，机械效率不变.
实验要点在匀速竖直向上拉弹簧测力计的过程中读出拉力的大小.
实验结论：同一个动滑轮，机械效率随物体重力的增加而变大；动滑轮的机械效率与物体升高的高度无关.发散思考 测量机械效率的实验中，假如没有刻度尺，能否完成滑轮(组)机械效率大小的测量？
2. 滑轮组的机械效率(1)滑轮组机械效率的影响因素：动滑轮的自重、提升物体的重，还有摩擦和绳重.动滑轮和绕绳的自重越小、提升的物体越重、摩擦越小，滑轮组的机械效率越大.
(2)表述滑轮组的机械效率和某个因素的具体关系时，必须控制相关的变量.例如，表述为“……相同时，机械效率随…而增加或变小”“……相同时，……越大，机械效率越大或越小”.“动滑轮越轻，机械效率越高”“提升的物体越重，机械效率越大”都是对滑轮组机械效率的错误表述.
深度思考 (1)影响机械效率的因素是动滑轮的自重，不是滑轮组的自重，这是为什么？
深度理解用滑轮组提升重物时，定滑轮没有随物体升高，故不需要对定滑轮的重做额外功
深度思考 (2)对滑轮组而言，动滑轮越轻、提升物体越重，机械效率为什么就越大？
3. 提高滑轮组机械效率的三种途径：一是减轻动滑轮重；二是减小摩擦；三是提高物重.
在“测量滑轮组机械效率”的实验中，利用图4 甲、乙、丙三个实验装置进行实验，测得的实验数据如表。（钩码规格相同、动滑轮个数越多重力越大）
考向：测量滑轮组（或动滑轮）的机械效率
（1）在实验中，应沿竖直方向_____拉动弹簧测力计。（2）第一次实验中，如图5 所示，弹簧测力计的示数是_____N，机械效率是_____（精确到0.1％）。
（3）由1、2 两次实验数据可得出结论：________________________________________________ 。（4）由_____两次实验数据可得出结论：使用不同滑轮组提升相同重物，动滑轮越重，机械效率越低。
使用同一滑轮组提升重物，物重越大，机械效率越高
（5）在第三次实验操作的基础上，如图丁所示改变绳端拉力方向，测得的滑轮组机械效率将_____ （填“偏高”“偏低”或“不变”）。
解题秘方：测量滑轮组的机械效率，要会利用控制变量法设计实验：探究机械效率与一个影响因素之间的关系时，保持其他的因素不变；会选择器材：测量拉力的大小需要选择弹簧测力计；测量物体、拉力移动的距离，需要选择刻度尺；会正确操作：实验时，匀速拉动弹簧测力计使物体缓慢做匀速直线运动，不能在物体静止时读取弹簧测力计的示数，因为摩擦力也是影响滑轮组机械效率的因素。
1. 斜面的特点 （1）使用斜面可以省力，但不能省功；（2）使用斜面时因克服摩擦做功，故使用斜面时不但不省功，还要额外多做功。2. 斜面在生活中的应用 供轮椅通行的斜坡，如图6 所示、山区的盘山公路等。拓展：功的原理：使用任何机械都不省功。使用简单机械可以省力但要费距离，或者可以省距离但要费力。
方法点拨使用斜面可以省力；升高相同高度，斜面越长越省力。盘山公路是在坡高一定的情况下，通过增大坡的长度来达到更省力的。
[淮安期末] 如图7 所示，小华利用斜面拉一重100N的木块到0.3m高处，木块沿斜面匀速向上移动1m，共耗时10s，已知拉力为40N，则小华做的有用功为_____J，拉力的功率为_____ W，斜面的机械效率为_____。