初中物理北师大版（2024）八年级下册（2024）探究使用机械是否省功示范课课件ppt

这是一份初中物理北师大版（2024）八年级下册（2024）探究使用机械是否省功示范课课件ppt，共30页。PPT课件主要包含了功率与机械效率辨析，功率P，机械效率η，G物↑，G机械↓等内容，欢迎下载使用。
比较直接提升时和用动滑轮所做的功
两次提升同一物体，且提升相同高度。
实验注意事项：▸缓慢提升物体▸测力计要在提升过程中读数▸测量距离要记录始、末位置的刻度
探究：使用动滑轮是否省功？
使用动滑轮提升物体时，要克服动滑轮重力、绳子重及摩擦力等做功。
用动滑轮，且动滑轮重为G动，而摩擦不计
W3=Fs=（G+G动）h
知识点一 探究——使用机械是否省功
哪些功是有用功？哪些功是额外功？
克服重物重力所做的功为有用功。
克服抓斗和机臂重力所做的功，还有克服摩擦力所做的功为额外功。
克服泥土重力所做的功为有用功。
克服摩擦力所做的功为额外功。
有用功（机械输出）：为了达到目的必须做的功。W有
额外功：为了达到目的不需要但又不得不做的功。W额
总功（输入）：有用功和额外功的总和。W总
a.克服机械自重、动滑轮重等做的功；b.克服摩擦力做的功。
W总 = W有 + W额
W额外=G动h（不计绳重和摩擦）
【例题】如图，物体重180N，动滑轮重10N，小明用100N的拉力将物体匀速提升 2m，则此过程中有用功是 J，总功是 J。
我们做题应该注意些什么？
要考虑：题目是否忽略动滑轮重力和摩擦力做的功
使用机械做功时，人们总是希望在总功中，额外功占的比例越_____越好，有用功占的比例越_____越好。
（1）物理学中，将有用功跟总功的比值叫作机械效率，用η表示。
①机械效率总小于1 ②没有单位 ③机械效率越高，机器性能越好，但做的有用功不一定比机械效率低的多。例如汽车和滑轮
判断下面说法中是否正确？
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．机械效率越高，越省力（        ）
功率P：做功与时间的比值
机械效率η:有用功与总功的比值
因此 η与P_________（填"有"或“没有”）关系
例题: 下列说法中正确的是( )A. 机械效率越高，机械做功一定越快　 B. 做功越多的机械，机械效率一定越高C. 功率越大的机械，机械效率一定越高 　 D. 做功越快的机械，功率一定越大
怎样提高机械效率？
滑轮组 50%~70% 起重机 40%~50%抽水机 60%~80%
铁架台、滑轮、细线、钩码。
（1）竖直向上，缓慢拉动测力计。
三、实验探究：测量滑轮组的机械效率
（2）在匀速拉动钩码上升时读数。
结论： 动滑轮重一定,物重越大，机械效率越高。
结论： 物重一定，动滑轮越重，机械效率低。
【例题2】斜面的机械效率
解： W有用 = ， W总 =
如图所示，用力F沿斜面把重力为G的物体提高h，l 为斜面对应的长度，f 为物体与斜面间的摩擦力。则：W有用、W总、摩擦力f为多少？
W额外 =W总 - W有用 = FS - Gh
摩擦力做的功就是额外功
1、如图所示，斜面与水平地面夹角为30°，快递员用500N的力，将重800N的货物 沿斜面匀速推上车厢，斜面的机械效率为__________。不改变斜面倾角和货物质 量，采用__________________的方法可以提高斜面的机械效率。
有用功不变时，减小额外功可以提高效率。比如：减小摩擦力
例1.如图所示，斜面长5m，高3m，小明用绳子沿斜面将重为300N的木块由斜面底端匀速拉到顶端，拉力大小为240N，绳重不计．求：（1）小明做的有用功；（2）斜面的机械效率．（3）木块与斜面间的摩擦力．
(1)W有=Gh=300N×3m=900J
(2)W总=Fs=240N×5m=1200J
(3)W额=W总-W有=1200J-900J=300J
例2.用如图所示的滑轮组提升重物，已知物体重为200N，动滑轮的重为50N，5s内可使物体匀速上升2m，不计绳重和摩擦。求：（1）拉力所做的功；（2）拉力的功率；（3）滑轮组的机械效率。
(1)有图可知n=2
W总=Fs=125N×4m=500J
(3)W有=Gh=200N×2m=400J
s=2h=2×2m=4m
例3：如图1所示, 重1000N的物体与地面间的滑动摩擦力为 Ff=300N,为了使物体以v=0.2m/s匀速前进必须在绳端加以F=120N的水平拉力, （1）求1min内拉力做功是多少？（2）拉力的功率是多少？（3）求则滑轮组的机械效率 ;
(3)W有=Ff s物=300N×12m=3600J
W总=Fs=120N×36m=4320J
例题4.质量为60kg的工人用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼，滑轮组的机械效率随货物重力变化的图象如图乙，机械中摩擦力及绳重忽略不计。(1)影响滑轮组机械效率的因素之一是______。(2)若工人在1min内将货物匀速向上提高了6m，作用在钢绳上的拉力为400N，求拉力的功率。(3)求动滑轮受到的重力。(4)该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，此滑轮组的机械效率最大值是多少？
(2)n=3s=nh=3×6m=18m
W=Fs=400N×18m=7200J
例题4.质量为60kg的工人用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼，滑轮组的机械效率随货物重力变化的图象如图乙，机械中摩擦力及绳重忽略不计。(3)求动滑轮受到的重力。(4)该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，此滑轮组的机械效率最大值是多少？
练习1．(2019·襄阳改编)工人师傅用如图所示的滑轮组将重为600N的货物匀速提升了2m，做了1500J的功．求：(1)滑轮组的机械效率；(2)当他用400N的拉力匀速提升其它货物时，额外功占总功的15%，求提升货物的重．
(1)W有用＝Gh＝600 N×2 m＝1200 J,W总＝1 500 J，
(2)额外功占总功的15%，则有用功占总功的为85%，即η′＝85%，
由图知，n＝3，滑轮组的机械效率：
练习2．(2019·眉山)在一次车辆故障处置过程中，拖车所用装置简化为如图所示的滑轮组．为了尽快疏通道路，交警指挥拖车只用了30 s时间，将水平路面上质量是1.5t的故障车匀速拖离了现场．若故障车被拖离的速度是5 m/s，绳子自由端的拉力F是500 N，地面对故障车的摩擦力为其重力的0.08倍．求：(1)拉力F在30 s内所做的功．(2)整个装置的机械效率．
(1)s车＝v车t＝5 m/s×30 s＝150 m由图知，n＝3，s＝3s车＝3×150 m＝450 mW总＝Fs＝500 N×450 m＝2.25×105 J
(2)Ff＝0.08G＝0.08mg＝0.08×1500kg×10N/kg＝1200NW有用＝Ffs车＝1 200 N×150 m＝1.8×105 J
练习3： 如图1所示,用滑轮组拉着重600N的物体A沿着水平方向匀速移动,在40s内物体移动了8m , 拉力F做的功为1280J 。 求:(1)拉力F的大小及拉力的功率 ; (2) 若动滑轮的重力为12N(不计绳重及摩擦),计算滑轮组的机械效率。