北师大版（2024）八年级下册（2024）第五节 探究使用机械是否省功图文课件ppt

这是一份北师大版（2024）八年级下册（2024）第五节 探究使用机械是否省功图文课件ppt，共36页。PPT课件主要包含了学习效率，机械效率，知识点，探究使用机械是否省功，W总W有用+W额外，W有用＝，fs物，素养进阶，机械效率表达式，η＜100％等内容，欢迎下载使用。
1.通过实验探究动滑轮是否省功，知道任何机械都不能省功2.通过分析，知道有用功、总功、额外功及它们之间的关系3.理解机械效率的概念，知道机械效率的计算公式，会运用公式计算简单机械的机械效率4.知道机械效率的物理意义，知道实际机械效率不可能是100%,了解影响机械效率的因素，知道提高滑轮组机械效率的方法5.了解斜面和螺旋
工人通过滑轮组、定滑轮和轮轴提升竖井中的重物。工人为什么不直接提起重物，而是用这么多的简单机械进行组合呢?使用滑轮组、定滑轮和轮轴这些简单机械的优势是什么?
人们使用杠杆、轮轴、滑轮等机械是为了达到一定的目的。在使用中，有的机械可以省力，有的机械可以改变作用力的方向或达到“省距离”的效果。那么，使用机械能省功吗?怎样判断使用机械是否省功呢?
实验：探究使用动滑轮是否省功
1.实验思路：比较使用机械和不使用机械两种情况下，对同一物体完成同一工作任务的过程中，人所做的功的大小关系。
2.实验器材：重物、铁架台、动滑轮装置、弹簧测力计、皮尺等。
（1）直接用手通过弹簧测力计匀速竖直提起一个重物，读出弹簧测力计的示数，测出重物移动的距离并计算出拉力对重物做的功W1。
（2）再用弹簧测力计通过一个动滑轮提起这个重物，使重物匀速上升相同的高度，测算出对绳端的拉力做的功为W2。比较W1、W2的大小就可以探究使用动滑轮是否省功。
5.实验结论：W2＞W1，实验结果说明使用动滑轮不省功。
为什么使用动滑轮省力却不省功?
①直接用弹簧测力计匀速竖直提升重物，只需提升重物做功。
②竖直拉动绳子使动滑轮和重物一起上升时，既要提升重物做功，也要提升绳子和动滑轮做功，还要克服动滑轮上的摩擦做功，因此使用动滑轮并不省功。
大量实验表明:使用任何机械都不能省功。
在用动滑轮提升重物时，动滑轮对物体所做的功是有用的，这部分功叫作有用功（W有用）。
有用功与额外功的总和即拉力所做的功叫作总功（W总）。
提升重物时，不可避免地要对绳子和动滑轮本身做功，这部分叫作额外功（W额外）。
实例分析：小明利用动滑轮把木料拉上四楼时，手拉绳子做的功与动滑轮对木料做的功相等吗？
有用功在总功中所占的比例越大越好。有用功占的比例越大，说明机械工作的效率越高。
定义：我们用有用功跟总功的比值来描述机械的这种特性，称之为机械效率。机械效率用符号η表示。
（1）对于实际机械，由于额外功的存在，总有W有用＜W总，因此η＜100％。
（2）例：起重机的机械效率为40％~ 50％的意思是什么？
说明：使用起重机提升重物时所做的有用功跟总功的比值是40％~ 50％ ，也可以说有用功在总功中占有40％~ 50％ ，另外的占比做的是额外功。
分析如何提高机械效率：
1.额外功不变时，增加有用功，如，增加钩码的重力，上升相同高度时，有用功增加，机械效率增加。
2.有用功不变时，减少额外功，如，同一钩码被提升相同高度，有用功一定，可以通过减少额外功，机械效率也会增加。
经常保养、定时润滑以减小滑轮的轮与轴之间摩擦，减小动滑轮的自重，减小绳子的重力等方法。
思考：此图中克服摩擦力做功是有用功还是额外功？
使物体匀速直线运动是目的，克服物体与水平面之间的摩擦力做功能达到目的，所以做的功是有用功。
桶和沙子所受的总重力G桶沙 =m桶沙g=118 kg ×10 N/ kg =1180N。
动滑轮所受的重力G动=m动g=2 kg×10 N/kg=20N。
提升桶和沙子做的有用功W有用 =G桶沙h =1 180N×9m=10620J。
忽略摩擦和绳重，提升动滑轮做的功是额外功W额外 =G动h =20N×9m=180J。
拉力所做的总功W总=W有用+W额外=10620J+180J=10800J。
滑轮组的机械效率 = =98.3%。
1.使用滑轮组提升重物时，影响其机械效率的因素有哪些?
重物所受重力；动滑轮所受重力；绳子所受重力；绳子与滑轮之间的摩擦等等。
2.某公司的一幅广告宣传画，一个巨大的滑轮提起一个小皮箱，宣传文宇写着“事无大小，必尽全力”。请你分析滑轮组机械效率与物重的定性关系，并结合这个关系谈一谈你对这幅广告宣传画中观点的看法。
查阅资料，了解人类使用机械的历史，写一份调查报告或制作一期壁报，并与同学交流。
工人在将较重的货物搬到货车上时，往往会借助斜面，这样就会轻松许多。斜面是与水平面成一定角度的平面，也是简单机械的一种。
把三角形纸片绕在一支长铅笔上，就可以体会到斜面变形成为螺旋的过程。
螺旋有一个特点，可以将绕轴的旋转运动与沿轴的直线运动，进行相互转化，所以螺旋有许多巧妙的应用。
螺旋审生活中的其他应用：
一般来说，斜面的倾斜角度越小越省力，机械效率越低。
影响斜面机械效率的因素
生产和生活中经常使用各种机械，在使用机械时，下列说法中正确的是（　　）A．可以省力，同时也可以省功B．可以省力或省距离，但不能省功C．只有在费力情况时才能省功D．可以省距离，同时也可以省功
做功快慢与机械效率无关
水桶掉进水里，打捞时桶里带了些水，下列关于该过程做功的说法中正确的是（　　）A．对桶所做的功是有用功B．对桶所做的功是额外功C．对水所做的功是有用功D．对水所做的功是总功
目的需求，即使克服水和桶的重力做功，也是有用功
如图所示，在的水平拉力作用下，使的物块沿水平地面匀速直线向左运动。已知拉力做的额外功为12J，滑轮组的机械效率为80%，，不计绳子和滑轮的重量。则在上述过程中，拉力做的总功为_______J，物块与水平地面的滑动摩擦力大小为_______N。
注意功率与机械效率无关