9.5 探究使用机械是否省功 1.了解有用功、额外功、总功.2.能说出机械效率的物理意义、定义和公式,并会用机械效率的公式解题.3.提高机械效率的意义、方法.【重点难点】重点:知道机械效率的存在,正确判断有用功额外功和总功.难点:利用机械效率解决实际问题,会分析影响机械效率大小的因素.【新课导入】 导入1:复习导入第三节课的例题中,小李做的功440 J,大于动滑轮对小泥桶做的功400 J.当时我们分析可能是小李在提起物体的同时把动滑轮也一起提起,所做的功中有一部分是对动滑轮的,也就是说使用动滑轮不省功,还多做了一部分功,那么使用其他机械呢?使用其他机械能省功吗?这节课我们就先来探究这个问题.导入2:情景导入我们学习了杠杆、滑轮、滑轮组和轮轴,使用每一种机械都是为了达到一定的目的:有的是为了省力,有的是为了省距离,有的是为了改变力的方向,那么使用这些机械可以省功吗?这节课我们就先来探究这个问题.【课堂探究】1.探究使用机械是否省功阅读教材,讨论交流,分组实验,并完成下列问题.(1)提出问题:使用机械能够省功吗?(2)制订计划:先测出不使用机械对物体做的功.直接用弹簧测力计吊起一个重物,其重力G,使物体升高h,则拉力对重物做的功为W1=Gh.再测出使用机械对物体做的功.用弹簧测力计通过一个动滑轮吊起该重物,使重物上升相同的高度h,此时拉力作用点通过的距离为s=2h.读出弹簧测力计的示数F,求出弹簧测力计的拉力做的功W2=Fs=F2h比较W1和W2.(3)分组实验,收集证据.注意事项:实验时要保持重物缓慢上升.将数据及计算结果填入表格中.力/N移动的距离/m力做的功/JG=h=W1=Gh=F=s=W2=Fs=实验结果:W2W1.(4)分析与结论使用动滑轮为什么多做了功?使用动滑轮提起物体时在提起物体的同时,把动滑轮也一起提起,拉力要对动滑轮做功同时还要克服动滑轮上的摩擦做功.结论大量实验表明:使用任何机械都不省功.2.机械效率(1)有用功:在用动滑轮提升重物时,动滑轮对物体做的功是有用功.用W有用表示.(2)额外功:提升重物时,对动滑轮做的功和克服摩擦做的功是额外功.用W额外表示.(3)总功:有用功与额外功的总和叫作总功.用W总表示.即:W总=W有用+W额外.(4)机械效率:有用功与总功的比值叫作机械效率.用表示.公式:=.总是小于1.(5)讨论交流小组组员之间讨论交流,完成下面题目.怎样提高滑轮组的机械效率?减小动滑轮重、减小绳与轮间的摩擦.图936所示,居民往楼上提水时,人做的功哪部分是有用功,哪部分是额外功?对水做的功为有用功;对桶和动滑轮做的功及克服绳与轮之间摩擦做的功为额外功.五、探究使用机械是否省功1.探究使用机械是否省功(1)提出问题:.(2)制订计划:.(3)分组实验,收集证据.(4)分析与结论:使用任何机械都不省功.2.机械效率(1)有用功:W有用(2)额外功:W额外(3)总功:W总W总=W有用+W额外.(4)机械效率:有用功与总功的比值叫作机械效率.用表示.公式:=总是小于1.1.如图所示,工人师傅用250 N的力将重600 N的物体匀速提升1 m,在此过程中滑轮组的机械效率是(A)A.80% B.62.5% C.125% D.20%2.如图有一个动滑轮,已知拉力为6 N,物体A上升了20 cm,则拉力做功2.4J,若物体A重为10 N,则滑轮的机械效率为83.3%.3.用20 N的拉力F通过滑轮组将30 N的重物在2 s内匀速提升1 m,如图所示,在此过程中,拉力做功为40J,该滑轮组的机械效率为75%.4.建筑工地上,工人用如图所示的装置将重为230 N的建材从地面匀速送到6 m高处,所用拉力为125 N,时间为20 s.求:(1)工人做的有用功;(2)工人做的总功;(3)此过程中该装置的机械效率;(4)工人做功的功率.答案:(1)1 380 J(2)1 500 J(3)92%(4)75 W自行车的发展历史自行车是当今非常流行的交通工具,它的发明为人类的交通运输提供了极大方便.自世界上第一辆自行车问世至今已有200多年的历史了.18世纪末,法国人西夫拉克发明了最早的自行车.这辆最早的自行车是木制的,其结构比较简单,既没有驱动装置,也没有转向装置,骑车人靠双脚用力蹬地前行,改变方向时也只能下车搬动车子.即使这样,当西夫拉克骑着这辆自行车到公园兜风时,在场的人也都颇为惊异和赞叹.世界上第一批真正实用型的自行车出现于19世纪初.1813年,德国人德莱西尼发明了带车把的木制两轮自行车.这种自行车虽然仍旧用脚“划”地才能前行,但是可以一边前行一边改变方向,它一问世便引起了人们的极大兴趣.法国人大量进行仿制,一时间,巴黎街头涌现出成百上千的自行车.1830年,法国政府还为邮差配备了自行车作为交通工具.