九年级物理上册 115 机械效率学案新版苏科版 I.docx
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九年级物理上册115机械效率学案新版苏科版I
2019-2020年九年级物理上册11.5机械效率学案(新版)苏科版(I)
【学习过程】:
一、机械效率
案例:
小明家最近买了一处新楼房,一单元二楼。
想把洗手间、厨房装修一下,需把沙子运到二楼。
请同学们根据需要,选择器械帮助小明家解决这个问题
算一算,比一比
(1)假设楼层高度为3米,一袋水泥质量为50kg,若直接把水泥扛到楼上,人需要做多少功(袋子质量忽略不计,g=10N/Kg)
(2)若用图中滑轮组将水泥运送到楼上,需要在绳端施加的力为150N,则通过使用此机械把水泥运到楼上人需要做多少功?
(3)分析两次做功不同的原因
(4)结论:
有用功
额外功
总功
机械效率,机械效率用字母表示
计算公式为
(5)练一练
例1、如图所示,小明分别用甲、乙两滑轮把同一桶沙子从一楼地面提到二楼地面,用甲滑轮所做的总功为,机械效率为;用乙滑轮所做的总功为,机械效率为。
若绳重及滑轮的摩擦均可忽略不计,则()
A.,B.,
C.,D.,
例2.如图所示,物体A重200N,在水平拉力作用下以0.2m/s的速度匀速前进1分钟.若物体A在前进过程中受到的摩擦阻力为50N,拉力为20牛,滑轮组的机械效率.
二、探究斜面的机械效率
要测定斜面的机械效率,实验中我们需要测量的物理量有、
、、
则斜面的机械效率=(用测量的量表示)
例3、小周同学学过有关“机械效率”的知识后提出了一个问题:
“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有没有关系?
”针对这仑问题他做了在斜面上匀速拉动物块的探究实验,并记录实验数据如下:
实验次数
斜面的
倾斜程度
物体重
G/N
物体上升高度h/m
沿斜面拉力
F/N
物体移动距离S/m
有用功
W有/J
总功
W总/J
机械效率η
1
较缓
5.0
0.10
1.6
0.50
0.50
0.80
63%
2
较陡
5.0
0.15
2.2
0.50
0.75
1.1
68%
3
最陡
5.0
0.25
3.1
0.50
⑴.根据表中数据,可求出第三次实验的有用功为__________焦,总功为__________焦,机械效率是_____________;
⑵.通过对上述实验数据的分析,你认为斜面省力情况与斜面倾斜程度的关系是:
斜面越陡,越_________________;
(3)通过对上述实验数据的分析,你对斜面机械效率的问题可获得的初步结论是:
_______________。
三、思考题
1.福州市政府投入巨资,对二环路沿街实施景观改造。
施工中,一工人利用如图所示的定滑轮将一桶沙匀速拉到10m高处,沙重90N,所用的拉力是100N。
求:
(1)有用功是多少?
(2)总功是多少?
(3)定滑轮的机械效率是多大?
2、某人用如图所示的滑轮组(不计摩擦)提升某一重物,所用拉力F为200N,若滑轮组的机械效率为80%。
求
(1)被提升的物重?
(2)动滑轮重?
3、如图所示,物体A重200N,在水平拉力作用下以0.2m/s的速度匀速前进1分钟.若物体A在前进过程中受到的摩擦阻力为50N,滑轮组的机械效率为80%,求拉力F的大小及其功率.
机械效率课后作业
一、填空
1. 不考虑人克服自身重力做功,我们把重100N的物体从地面上提起并把它举高到2m高的地方,我们对重物做了____J的功。
如果人依然站在地面上,改用动滑轮来完成这件事,那么,我们在完成必须对重物做的___J的功外,我们还不得不克服动滑轮的_____以及滑轮与轴、绳子与滑轮之间的____来做功。
从完成任务的角度看,我们直接对重物所做的功是有用的,物理学就称这种功为_____功。
因为使用机械而导致的不得不做的功,其实不是我们做的目的所在,物理学把这部分功称为______功,也叫_____功。
2. 使用动力臂大于阻力臂的杠杆省_____,费_____;使用动力臂小于阻力臂的杠杆省____ 费_____;但它们都不能省_____。
3. 我们把使用机械时,所做的____功在____功中所占的百分比,叫做机械效率。
写成公式就是_______。
使用机械做功时,由于____不可避免,所以总功_____有用功,因此,机械的效率总_____1。
4. 某人把重100N的砂子提到6m高的楼上,桶重20N,人体重480N:
(1)人直接提着砂桶上楼,需要做的有用功是____J,额外功是___J,总功是____J机械效率是_____。
(2)若人站在楼上,用重10N的动滑轮把上述砂桶提上楼,需要做的有用功是__J,额外功是____J,总功是___J,机械效率是_____。
(3)若将
(2)中的砂桶改用为重5N的口袋装砂子,则提砂子的过程中,需要做的有用功是___J,额外功是___J,总功是___J,机械效率是____。
5. 用一个动滑轮将重500N的重物匀速提高0.5m,在绳子自由端所用的拉力是300N,则W总=______J,W有用=______J,机械效率η=______。
6. 把一个重xxN的物体沿长4m、高1m的斜面匀速从它的底端推到顶端,所用的推力是600N。
那么动力做的功是___J,它是____功。
如果直接将物体升高1m,需要做功____J,这是____功,这个斜面的机械效率是_____。
7. 用动力臂是阻力臂3倍的杠杆,将重600N的物体抬高40cm,手向下压杠杆的力是250N,手下降的高度是___cm,人做的功是___J,机械效率是____。
8.一台功率为40kW的抽水机,机械效率为60%,如果要把河水抽到5m高的地方,则每小时抽水机做的总功J,其中有用功是J,所抽水的质量是kg。
二、选择
1. 关于功、功率、机械效率,下列说法中正确的是
A.物体受力且运动时,力对物体就做了功 B.功率大的机器做功一定多
C.功率大的机器做功就快 D.做功快的机器其机械效率一定高
2.一动滑轮改为定滑轮使用,这样一定
A.不能改变机械效率 B.提高了功率
C.改变了动力的方向 D.节省了力
3.定滑轮、动滑轮、滑轮组分别提升同样的重物,在不计摩擦阻力和绳子重力的情况下,机械效率最高的是()
A,动滑轮B,定滑轮C,滑轮组D,都一样
4.采取下列哪项措施可以提高机械效率()
A.有用功一定,增大总功B.总功一定,增大额外功
C.有用功一定,减少总功D.额外功一定,减少有用功
5.关于机械效率的说法中,正确的是()
A.做功多的机械,机械效率高B.单位时间内做的功越多,机械效率越高
C.额外功越少的机械,机械效率越高D.使用任何机械,它的机械效率都小于1
6.某机械的效率是80%,其含义是()
A.总功中有20%用来克服额外阻力做功
B.总功中有80%用来克服有用阻力做功
C.总功中有80%来克服额外阻力做功D.以上说法都不对
7.甲、乙两台机器,甲的机械效率大于乙的机械效率,则()
A.使用甲机器一定省力 B.使用甲机器做功一定快
C.使用甲机器做功一定省时间D.以上说法均不对
8. 如图11.7.1所示,AB=3AE,AC=2AE,AD=1.5AE。
若把物体沿AB、AC、AD三个斜面匀速地拉到顶端A 时,(不计摩擦)则
A.沿着AB用的拉力小,做功多.
B.沿着AC用的拉力小,做功多.
C.沿着AD用的拉力大,做功少.
D.沿着三个斜面用的拉力不相等,做功一样多
9.(不计绳重与摩擦,且动滑轮重G动小于物重G),用它们分别将重相同的甲、乙两物体匀速提升相同的高度,所用的拉力分别为F甲、F乙,它们的机械效率分别为η甲、η乙。
则下列关系正确的是:
()
A.F甲<F乙B.F甲>F乙
C.η甲<η乙D.η甲=η乙
三、实验
小红学过“机械效率”的知识后,产生了一个疑问:
“机械的机械效率越高是否越省力?
”针对这个问题,小红向老师借来了一只弹簧测力计,利用家中的“案板(切菜用)”和茶杯做了如下的探究(如图):
(1)把杯子放在塑料袋中,向杯子中加入适量的水,用弹簧测力计测得杯子和水的总重力为G;
(2)用“案板”做斜面,如图1所示,把一只水杯通过细绳与弹簧测力计连接,拉动弹簧测力计,使水杯沿斜面匀速移动到斜面顶端;
(3)分别测出拉力F,杯子移动的距离s和杯子升高的高度h;
(4)改变斜面的高度,做4次实验,记录实验数据如下表:
1
2
3
4
重力G/N
5
5
5
5
升高h/m
0.1
0.15
0.2
0.25
有用功W有/J
0.75
1
1.25
拉力F/N
1.6
2.2
2.7
3.1
移动距离s/m
0.5
0.5
0.5
0.5
总功W总/J
1.1
1.35
1.55
机械效率η
0.68
0.81
Ⅰ.请计算并将数据填入表格中的4个空格
Ⅱ.小红的疑问是否得到解决?
分析实验数据,能得到什么结论?
四、计算
1.某工地用如图所示的滑轮组匀速提升质量为500kg的物体,在重物上升0.8m的过程中,拉力F的功率为2500W,此时滑轮组的机械效率是80%,求:
(1)滑轮组做的有用功(g取10N/kg)。
(2)重物上升的速度。
2.如图所示滑轮组,重物G=12牛,每个滑轮重3牛,人用拉力F在2秒内把物体匀速提高了3米,不计绳重和滑轮轴处摩擦。
求∶
(1)人做的有用功是多少?
(2)人的拉力F为多少牛?
(3)滑轮组机械效率为多少?
额外功为多少?
(4)物体上升的速度为多少,人拉绳子的速度为多少?
(5)人拉绳子所做的功率为多少?
3.工人利用如图所示的滑轮组提升重物,不计绳重和摩擦。
(1)若工人用250N的力恰好能将重400N的物体竖直向上匀速提升,求该滑轮组此时的机械效率。
(2)若用此滑轮组将重900N的物体竖直向上匀速提升2m,求拉力F在这一过程中所做的功。
2019-2020年九年级物理上册11.5机械效率学案(新版)苏科版(I)
【学习目标】
1.知道有用功、额外功、总功
2.理解机械效率,会计算机械效率
3.根据生活事例认识物理知识,并运用物理知识解决实际问题
4.探究:
斜面的机械效率
【学习重点、难点】
(1)知道有用功、总功、额外功及它们之间的关系,会计算某种简单机械的机械效率。
(2)会测量滑轮组机械效率,知道提高滑轮组机械效率的方法。
(3)正确判断有用功、总功,理解机械效率的物理意义。
【学习器材】
动滑轮、细线、钩码若干
【学习内容】
问题一、什么是有用功、额外功和总功
(学生自学):
在使用动滑轮提升重物的过程中,若不计滑轮重、绳重及摩擦,人对绳子做的功(等于/大于/小于)动滑轮对重物做的功;设想一下:
如果动滑轮很重,绳与滑轮间的摩擦较大,则动力对绳子做的功应(等于/大于/小于)动滑轮提升重物所做的功。
(展示演练)
实验
次数
物重
G/N
拉力
F/N
物体上升的
高度h/m
手移动的
距离s/m
手拉绳做
的功Fs/J
动滑轮拉物体
做的功Gh/J
1
2
3
(1)手拉绳做的功与动滑轮拉物体做的功相等吗?
哪一个做的功多一些?
(2)你认为产生这一现象的原因是什么?
(教师精讲):
1.有用功W有用:
用滑轮组提升重物时:
W有用=
2.额外功W额外:
3.用水桶从井中提水时,所做的功中哪些是有用功?
哪些是额外功?
4.桶掉到井里,捞桶时桶里带了些水,所做的功中哪些是有用功?
哪些是额外功
问题二、什么是机械效率
(学生自学):
1.叫做机械效率。
2.公式:
3.因为W有用W总,所以ŋ1
4.某机械的机械效率为60%,表示
(教师精讲):
重点理解在做某件事的时候,重点分析使用机械的目的是什么,有用功是什么、额外功有哪些、总共是什么,能清楚这些问题对解题的帮助非常大。
(展示演练):
1、计算用图示三种方法将砂子运上三楼时所做的有用功、额外功、总功和机械效率。
(1).人直接提着砂桶上楼,需要做的有用功是J,额外功是J,总功
是J机械效率是。
(2).用动滑轮把砂桶提上楼,需要做的有用功是J,额外功是J,总功是J,机械效率是。
(3).若将砂桶改用口袋,需要做的有用功是J,额外功是J,总功是J,机械效率是。
2.对于总功、有用功的理解:
(一般情况下人的拉力所做的功为总功)为了将提升物体的高度时:
有用功就是克服物体重力所做的功既:
W有用=Gh例题:
如图所示,建筑工人用滑轮组提升重为200N的泥桶,所用的拉力为80N,若工人在5S,内将泥桶匀速向上提升2m,滑轮组的机械效率为多少?
2为了水平拉动物体时:
有用功是克服摩擦力所做的功既W有用=fS.小明利用如图所示的装置沿水平方向匀速拉动一个重xxN的物体A时,A受到地面的摩擦力为600N,作用在绳端的拉力为250N,当物体A移动10m时,该装置的机械效率是多少?
(当堂检测):
1.下列有关机械效率的概念的叙述中,正确的是()
A.做功越多的机械,机械效率一定越高
B.做功快的机械,机械效率一定高
C.省力多的机械,机械效率一定高
D.机械效率越大,有用功占总功的比值越大
2.下列说法正确的是()
A.效率高的机械,功率一定大B.做功时间长的机械,功率一定大
C.所有机械的机械效率都小于lD.功率大的机械.做功-一定多
3.下列说法中正确的是()
A.机械效率越高,做的有用功越多
B.机械效率越低,做的额外功越多
C.机械效率越高,做的总功越少
D.机械效率越低,额外功占的比例越大
4.值日时,小明将一桶水从一楼提到二楼。
此过程中,关于做功的说法正确的是()
A.对桶做的功是有用功B.对水做的功是有用功
C.对水做的功是额外功D.克服自身重力做的功是总功
5.如图是某工人用滑轮组提升重物,工人用360N拉力将重为600N的重物匀速提升10m,需要时间50s。
求:
(1)有用功;
(2)总功;(3)额外功;
(4)机械效率;(5)工人做功的功率。
6.某工人用动滑轮在20s内将3000N的物体匀速提高4m,已知动滑轮的机械效率是80%。
求:
(1)该工人所做的总功是多少?
(2)他所用拉力是多少?
(3)他所用动滑轮重力是多少?
(4)他做功的功率是多少瓦?
(总结评价):
项目
小组自学得分
小组展示得分
小组堂清得分
本人得分
得分
【课后作业】
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