机械效率提高14.docx
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机械效率提高14
机械效率(提高)
一、目标与策略
明确学习目标及主要的学习方法是提高学习效率的首要条件,要做到心中有数!
学习目标:
●知道有用功、额外功、总功;
●理解机械效率定义、大小范围、表示方法、公式、影响因素;
●知道有用功、额外功、总功关系式;
●理解机械效率的计算及公式。
学习策略:
●学习本节知识时,同学们要注意观察使用机械的过程,通过实验和实验探究加深对机械效率的理解。
二、学习与应用
“凡事预则立,不预则废”.科学地预习才能使我们上课听讲更有目的性和针对性.我们要在预习的基础上,认真听讲,做到眼睛看、耳朵听、心里想、手上记.
知识回顾——复习
学习新知识之前,看看你的知识贮备过关了吗?
1.在物理学中,叫做功。
2.做功的两个必要因素是:
;。
要点一、有用功、额外功、总功
1、功的原理:
。
2、有用功:
。
3、额外功:
。
4、总功:
。
要点诠释:
1、总功是有用功与额外功之和,即W有+W额外=W总
2、额外功的产生是因为利用机械做功时,除了对工作目的物做功外,还要克服机械本身的摩擦力或重力做功。
要点二、机械效率
为了表示有用功在总功中所占的比例,物理学中引入了机械效率,它等于
,符号为。
要点诠释:
1、公式为,式中η表示机械效率,它是一个百分数。
η的值越大,表明有用功在总功中所占的比例越大,做功的效率越高。
2、η的值总小于,由于机械本身的摩擦力或重力不可能为零,所以额外功总是存在的,即有用功总是小于总功。
3、知道增大机械效率的方法
根据公式
可知:
如果有用功不变,我们可以通过减小
来增大机械效率,(例如我们用轻便的塑料桶打水,而不用很重的铁桶打水,就是运用这个道理);如果额外功不变,我们可以通过增大有用功来提高机械效率;(例如,在研究滑轮组的机械效率时,我们会发现同一个滑轮组,提起的重物越重,机械效率越高,就是这个道理);当然了,如果能在增大有用功的同时,减小额外功更好。
要点三、机械效率的几个推导公式
求简单机械的机械效率是初中物理教学的重点内容,也是近年来中考的热点问题。
由于计算中涉及到总功、有用功、额外功等抽象概念,特别是滑轮组的机械效率题目中,同一滑轮组在不同负载情况下机械效率不同,有用功在具体情况中的形式不同,隐含条件的渗入,以及特殊形式的滑轮组等等,在学习的过程中常感觉困惑,易造成错解。
为了解决这类问题,同学们要搞清楚以下几点:
要对机械效率公式进行归类细化
根据对
、
、
的具体理解,可以将机械效率的定义式进行如下归类:
1、在竖直方向上,G是物体重,G动是动滑轮重,h是物体被提升的高度,也是动滑轮被提升的高度。
∴
,若绳重及摩擦不计,F是拉力,S是拉力F移动的距离,n是动滑轮上承担力的绳的段数。
,
;①②③公式都适合。
若是考虑绳重和摩擦力,用滑轮组把物体提升的高度h,拉力F移动的距离S,总满足S=nh;只可用于①②。
2、在水平方向上,由于物体是匀速运动,滑轮组对物体的拉力F′与水平地面对物体的摩擦力f是一对平衡力,∴
,即克服水平面对物体摩擦所做的功在数值上是等于有用功。
3、在斜面方向上,f是物体与斜面之间的摩擦,L是斜面的长,由于克服斜面对物体摩擦所做的功是额外功,所以
。
类型一、基础知识
例1、关于机械效率,下列说法中正确的是:
A、利用机械越省力,机械效率越高
B、机械做功越快,机械效率越高
C、有用功相同、总功越大的机械效率越高
D、额外功相同、有用功越大的机械效率越高
【总结升华】
举一反三:
【变式】1某滑轮组经改进后提高了机械效率,若用它把同一物体匀速提到同样的高度,改进后与改进前相比较,下列说法中错误的是( )
A.做的有用功增加了
B.做的总功减少了
C.做的额外功减少了
D.做的有用功跟总功的比值增大了
【变式】2关于机械效率,下列说法正确的是
A.越省力的的机械,机械效率越高
B有用功多的机械,效率越高
C.额外功少的机械,机械效率高
D.总功一定时,有用功多的机械的效率高
例2、如图,两个滑轮组由每个质量相同的滑轮组成。
用它们分别将重物G1、G2提高相同高度( )
A.若G1=G2,拉力做的额外功相同
B.若G1=G2,拉力做的总功相同
C.若G1=G2,甲的机械效率大于乙的机械效率
D.用同一个滑轮组提起不同的重物,机械效率不变
【总结升华】
举一反三:
【变式】利用如图所示的甲、乙两滑轮组,在相同的时间内用大小相同的力F1和F2分别把质量相等的重物提升到相同的高度,则
A.力F1做的功多
B.甲滑轮组的额外功较大
C.乙滑轮组的机械效率高
D.甲、乙两个滑轮组的总功相同
例3、某实验小组探究影响滑轮组机械效率的因素的实验装置如图所示,实验数据如下表。
若不计摩擦,比较1和2两次的实验数据,可以看出滑轮组的机械效率与有关;比较1和3两次的实验数据,可以看出滑轮组的机械效率与有关。
【总结升华】
举一反三:
【变式】某同学想通过实验来探究“影响滑轮组的机械效率的因素”。
他做了如图所示的实验,并测算了各次实验装置的机械效率。
关于他的实验过程,下列说法中不正确的是( )
A.根据①、②两次实验可知:
滑轮组的机械效率与绳子的绕法无关
B.根据②、③两次实验可知:
同一滑轮组提起物重越大,机械效率越低
C.根据该同学的探究结论可知,通过适当增大物重可以提高滑轮组的机械效率
D.为使实验的结论更具可靠性,应换用不同的装置进行多次实验归纳得出普遍规律
类型二、知识运用
例4、利用如图所示的滑轮组提起重物。
(1)当被提起重物的重力是150N时,滑轮组的机械效率为60%,求绳端拉力。
(2)若被提起重物的重力为250N时,求重物上升2m时,绳端拉力做的功。
【思路点拨】
(1)已知物体重和绳子段数以及机械效率,根据机械效率的公式就会算出拉力;
(2)首先在
(1)的条件下,利用额外功求得动滑轮的重;进而可在重物为250N时,算出拉力的大小,根据功率公式就会求出拉力的功。
【总结升华】
例5、如图所示的滑轮组中,动滑轮的总重是100N(绳的自重和轮轴间摩擦均不计)。
求:
(1)当提起400N的物体时,绳自由端拉力F至少应是多少?
滑轮组的机械效率是多大?
(2)若绳子能承受的最大拉力是200N时,滑轮组最大的机械效率是多大?
【总结升华】
举一反三:
【变式】由两个动滑轮和两个定滑轮组成的滑轮组,把一重为1000N的重物匀速提升1m时,人站在地面上所用拉力为312.5N,若绳重及摩擦不计,则滑轮组的机械效率多大?
动滑轮重为多大?
若提升的重物变为1500N,绳子自由端的拉力为多大?
例6、:
如图所示,重100N的物体A沿水平面以0.4m/s的速度做匀速直线运动,水平拉力F为5N,此过程中滑轮组机械效率为80%,物体A受到的摩擦力是________N。
【总结升华】
例7、沿长10m、高为2m的斜面,将重为500N的物体匀速推到顶端时的机械效率为80%。
求:
(1)沿斜面向上对物体推力的大小:
(2)物体在斜面上运动时受到的摩擦力。
【思路点拨】
(1)算出总功后,根据W总=FS就可以求出拉力的大小;
(2)克服摩擦力做的功是额外功,根据W总=W有用+W额外计算出额外功W额外,再根据W额外=fS计算出摩擦力。
【总结升华】
举一反三:
【变式】沿着长5米,高1米的斜面,把重为700牛的某物匀速拉到顶端,所用拉力为200牛,求斜面的机械效率。
三、测评与总结
要想学习成绩好,总结测评少不了!
课后复习是学习不可或缺的环节,它可以帮助我们巩固学习效果,弥补知识缺漏,提高学习能力.
成果测评
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知识点:
机械效率
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□好(基本按照学案导学的资源、例题进行复习、预习和进行课堂笔记等,使用率达到80%以上)
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□弱(仅作一般参考,使用率在50%以下)
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