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    10.5 机械效率 同步学案 初中物理沪科版八年级全一册(2022年)

    10.5 机械效率 同步学案 初中物理沪科版八年级全一册(2022年)第1页
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    初中物理沪科版八年级全册第十章 机械与人第五节 机械效率导学案

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    这是一份初中物理沪科版八年级全册第十章 机械与人第五节 机械效率导学案,共5页。学案主要包含了解剖做功过程中的有效性,如何比较,合作解疑等内容,欢迎下载使用。
    学习目标
    1. 通过实验探究和讨论,知道什么是有用功、额外功和总功;
    2. 知道机械效率是描述做功效率的物理量;
    3. 掌握机械效率的概念,会计算某种简单机械的机械效率;
    4. 理解影响机械效率的因素。
    重点难点
    1. 机械效率的概念和有关计;2. 测机械效率及知道提高机械效率的方法;3. 机械效率的理解及应用。
    学习过程
    一、解剖做功过程中的有效性
    假设:在我们学校旁有一座私人住宅正在建造中,现在需把100 N重的砂子运到6 m高的楼上。想想看,有哪些方法,可以把砂子运上去?
    提出问题:
    1、对哪些物体做了功?
    2、哪一部分功是有用的功?
    3、哪一部分功是我们不需要额外做的功?
    现在我们模拟搬运沙子,请大家讨论。这是一个利用滑轮组提升砂子的装置图,请观察和思考:
    1. 几段绳子承担物体和滑轮的总重?
    2. 砂子升高h,绳子末端移动的距离s是多少?
    3. 把100 N重的砂子运上6 m高的楼上,需要做多少功?
    4. 通过动滑轮用桶将砂子运上去,绳子末端用了70 N的拉力,实际做了多少功?
    5. 想一想,这两个功为什么不相等?
    分析:我们的目的是把砂子运上楼,所以把100 N重的砂子运到6 m高的楼上,所以,对目标对象所做的功,就是有用的功。对目标对象以外的动滑轮、人、桶、口袋等所做的功就为额外功,将砂子运上去,在完成运砂子的同时,还不得不对桶和动滑轮也做了功,此外还要克服各种摩擦做功,这部分对砂子提上楼没有用,但又不得不做的功,是额外功。
    几个基本概念:
    有用功(W有用):____________________________________
    额外功(W额外):____________________________________
    总功(W总):________________________________________
    三者之间的关系:________________________
    强调:实际做功就只有一个总功,有用功和额外功是不能分开做的。
    二、机械效率 不计摩擦,不计动滑轮重,不计绳重:F=
    1. 滑轮组拉力F大小的三种情况:不计摩擦,不计绳重:F=
    2. 讨论与分析 已知η:F=
    (1)有没有一种简单机械只做有用功,不做额外功?
    (2)使用不同的简单机械做功,完成相同的有用功时,所做的总功是否相同?这说明什么?
    (3)额外功在总功中占的比例越多越好,还是越少越好?
    在使用机械时我们最关心的是所做的这些总功中,有用功究竟占了多少。 为此我们引入一个新的物理量, 叫做机械效率。
    机械效率的概念:
    物理学中,将____________与________________的比值叫做机械效率。 即:_______________________
    计算公式:________________________
    特别的对于滑轮组: S = n h , η = G/nF
    注意:在实际计算中,机械效率通常被表示为一个百分数,没有单位;由于W总_____W有,所以W有/W总<1,因此机械效率必然_______________100%.如果有人告诉你某机器:η大于1或大于100%,那肯定是错误的。机械效率是表示机械做功性能好坏的物理量,机械效率越高,做的有用功占总功的比例就越大,这个机械的性能就越好。
    比较:机械效率与功率是两个完全不同的概念
    这两个物理量是从不同方面反映机械性能的。它们之间没有必然的联系。
    功率大表示机械做功_______________;机械效率高表示机械对总功的利用率__________。 功率大的机械不一定机械效率高,例如内燃机车功率可以达到几千千瓦,但效率只有30%~40%,反之,机械效率高的机械功率不一定大。例如,安装在儿童玩具汽车车里的电动机效率可达80%,但功率却只有几瓦特。
    三、如何比较、提高机械效率的高低
    机械效率由___________和___________两个因素共同决定,比较机械效率高低时不能只考虑其中一个因素。当总功一定时,机械做的_____________或__________________,机械效率就越高;当有用功一定时,机械所做的_________________或________________,机械效率就越高;当额外功一定时,机械所做的_____________或__________________,有用功在总功中所占的比例就越大,机械效率就越高。提高机械效率的方法(1)________________;
    (2)_________________。



    图1
    四、合作解疑:影响滑轮组机械效率的因素。
    实验器材:动滑轮、钩码、铁架台、弹簧测力计、细线
    实验:按如图1所示的方式组装好滑轮组,并使用滑轮组提起相应的重物,将三次实验数据填写在下表中,比较三次测算的机械效率是否相等。
    结论:
    1.同一滑轮组,____________越大,机械效率越大,(这是因为在提升重物时,物体越重,所做的有用功越多,有用功在总功中所占的比例就越大,机械效率越高。)所以滑轮组可以增大___________,提高机械效率。
    2.相同载重的情况下,________________重力越小,机械效率越高,所以减小滑轮组中____________,减小额外功占总功的比例,提高机械效率。
    3.改进机械结构,在滑轮的转轴上加润滑油,以减小___________,减小额外功占总功比例,提高机械效率。
    注意:在“测滑轮组的机械效率”的实验中,要匀速竖直向上拉弹簧测力计且在拉动过程中读数。
    ①如果不是匀速地拉,弹簧测力计示数忽大忽小,则W总偏大偏小,且滑轮组对钩码的拉力不等于钩码的重力,则W有偏大偏小,由η=W有/W总算出的机械效率偏大偏小.
    ②如果向下拉,弹簧测力计由于弹簧的自重而导致示数F偏小,η偏大
    ③如果在弹簧测力计静止时读数,由于滑轮和轴之间没有摩擦,则读数F偏小,η偏大.
    学习检测
    1. 如图所示,物体沿相同水平地面被匀速移动,拉力分别为F甲、F乙、F丙,不计滑轮与轻绳间的摩擦,比较它们的大小,则( )
    A.F甲<F乙<F丙B.F甲>F乙>F丙 C.F甲>F乙=F丙 D.F甲=F乙>F丙
    2.工人用滑轮组把一箱箱货物从一楼提升到五楼,在滑轮组上加润滑油后,机械效率提高了,则加润滑油后工人提升同样的重物时,做功的( )
    A.有用功减小,总功不变B.有用功增加,总功增加
    C.有用功减小,总功减小D.有用功不变,总功减小
    3. 简单机械的机械效率高是指( )
    A.有用功多 B.额外功少 C.总功多 D.有用功占总功的比例高
    4. 用动滑轮把一物体匀速提起,不计摩擦,下列说正确的是( )
    A.动滑轮的质量越大,机械效率越高B.提起的物体质量越大,机械效率越高
    C.提起物体的速度越大,机械效率越高D.物体被提起的越高,机械效率越高
    答案:
    导学过程
    一、解剖做功过程中的有效性
    沙子、桶、动滑轮、绳、口袋等做了功;沙子;桶、绳、动滑轮、口袋;两段;2h;600J;840J;通过动滑轮的时候有些功没有用,像对桶、动滑轮等;从总功中减去额外功,才是对我们有用的功,叫有用功;对我们无用的,但又不得不做的,叫额外功;拉力(或动力)所做的功,物理学中叫总功;W总=W有用+W额外
    二、机械效率
    没有;不一定,产生的额外功不一样就不同;越少越好;有用功;额外功;;>;小于;快;高;
    三、如何比较、提高机械效率的高低
    总功;有用功;有用功越多;额外功越少;总功越少,额外功越少;总功越少;有用功越多;提高有用功;减小额外功
    四、合作解疑:影响滑轮组机械效率的因素
    表略;提升重物越重;提升物体的重力;动滑轮;滑轮的质量;摩擦;
    学习检测
    1.A 2.D 3.D 4.B

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