滬教版(上海)物理八年級第二學期- 4.4 功的原理 -學案設計

1、功的原理【學習目標】1理解功的原理。2理解機械效率。3通過對使用機械省力不省功的學習和討論，了解事物的兩面性?！緦W習重難點】重點：功的原理。難點：功的原理和機械效率的矛盾統(tǒng)一。【學習過程】一、功的原理1什么是做功2做功的兩個必要因素是_、_。二、什么是有用功、額外功、總功有用功（W有用）有用功：人們必須要做的這部分功叫做有用功。(如：要想提水上樓，水重乘以提升高度就是有用功)。有用功是人們?yōu)榱诉_到目的，無論采用那種方法都必須做的功，在使用機械做功時，有用功等于機械對物體所做的功或者說等于不用機械而直接用手所做的功。額外功（W額外）不需要但又不得不做的功總功（W）就是為了達到目的一共做的功使用了

2、機械之后，即動力所做的功。總注意：豎直方向提升物體時W=Gh；有物水平方向上，用機械克服物體與其他水平接觸面間的摩擦力時W=f有摩擦s分析額外功時，應從“機械本身的受力情況”入手，凡是為了克服機械本身的摩擦力而做的功，或克服機械本身重力而做的功就是額外功。數(shù)值上W=Gh；或W=f額機額摩擦s，或者是二者之和。分析總功時，W=W+W，或等于作用在機械上動力做功，即W=Fs?？傆蓄~總如用滑輪組提起貨物的過程：有用功就是不用滑輪組，直接提起物體所做的功即Gh額外功就是克服繩與滑輪之間的摩擦以及滑輪重而做的功用滑輪組拉繩子的自由端，所做的功Fs就是總功。三、什么是機械效率：使用機械做功時，有用功在總功

3、中占有的比例越大越好。1機械效率：有用功與總功的比值（或有用功占總功的百分比），即=(W/W)100%有總2機械效率是兩個功的比值，所以它是只有大小、沒有單位的純數(shù)3機械效率一般用百分比表示，因為有用功總小于總功，即WW，根本原因是由有用總于摩擦和滑輪的重不能避免，因而做了額外功。（任何實際機械都有摩擦，故都要做額外功）所以機械效率的數(shù)值總小于1，通常用百分數(shù)表示。4=W/（W+W）100%=（W-W）/W100%有有額總額總A額外功在總功中占的比例越小，則有用功占的比例就越大，機械效率越高。B當W不變，增大W，機械效率也要增大。額有C機械效率的大小是由W和W用兩個因素共同決定的，與是否省力、

4、做功多少、功總有率高低均無關。D機械效率是標志機械做功性能好壞的物理量，機械效率越高，做的有用功占總功的比例就越大，這個機械的性能就越好。4提高機械效率的方法：（1）增加物重(G)物（2）減輕機械自身重力(如G)輪（3）加潤滑油減小摩擦四、滑輪組的機械效率=G/（G+G）物物動=G物/（nF）；F=1/n(G物+G輪)變化：當物體是在水平面被動時：G=f物當物體浸在水中時：G=GF物物浮五、測量滑輪組的機械效率：1實驗原理：2需要測量的物理量：鉤碼重G、鉤碼上升的高度h、加在繩端的拉力F、繩子末端移動的距離s3測量工具：彈簧測力計、刻度尺。4注意事項：測量時彈簧測力計勻速豎直上拉5實驗表格序號

5、鉤碼重G/N鉤碼上升的高度h/cm彈簧測力計的示數(shù)F/N彈簧測力計移動的距離S/cm1236實驗結論：由計算得出7如何提高滑輪組的機械效率【達標檢測】1小張和小王同學分別用如圖所示滑輪相同但繩子繞法不同的兩個滑輪組提升相同的重物。小張同學認為自己設計的裝置(如圖甲)更省力；小王同學認為自己設計的裝置(如圖乙)機械效率更高。若不計摩擦，你認為甲、乙兩個裝置中_更省力，而機械效率的關系是_。2如圖所示，在50N的水平拉力F作用下，重800的物體沿水平地面做勻速直線運動，物體與地面間滑動摩擦力為120。則滑輪組的機械效率為_若物體的速度為0.2m/s，則1min內(nèi)拉力做的功為_J3一臺功率為40kw

6、的抽水機，機械效率為60，如果要把河水抽到5m高的地方，則每小時抽水機做的總功是_J，其中有用功是_J，所抽水的質量是_kg(g10Nkg4關于機械效率的說法中正確的是（）越省力的機械，效率越高；做有用功越多的機械，效率越高；做相同的功，額外功的值越小，效率越高；做功越快的機械，效率越高。5同學們在探究影響滑輪組機械效率高低的因素時提出了下列假設（1）滑輪組機械效率高低可能與動滑輪重有關（2）滑輪組機械效率高低可能與被物重有關（3）滑輪組機械效率高低可能與物體提升高度有關（3）滑輪組機械效率高低可能與承重繩子段數(shù)有關然后一位同學設計了如圖所示的兩個滑輪組，進行對比實驗來驗證提出的假設，則該實驗

7、驗證的假設是（）A（1）B（2）C（3）D（4）6一個工人用如圖所示的滑輪組提起2000N的貨物，所用的拉力是800N，繩子自由端被拉下4m，下面說法正確的是（）A總功是3200J，效率是40B有用功是8000J，效率是40C有用功是3200J，效率是62.5D總功是3200J，效率是62.57工人用如圖所示的滑輪組提升重物，在10s內(nèi)將質量為100kg的物體勻速提升2m。已知工人向下的拉力為480N，則下面說法中錯誤的是()A繩子自由端被拉下6mB工人所做的有用功是1960J，總功是2880JC工人做功的功率是288WD滑輪組的機械效率為51%8已知甲機器的機械效率是65，乙機器的機械效率是

8、80，那么下列說法中正確的是()A甲機器一定比乙機器省力B甲機器一定比乙機器省距離C甲機器做的有用功一定比乙機器多D以上說法都不對9如圖所示，小明分別用甲、乙兩個滑輪把同一袋沙子從地面提到二樓，用甲滑輪所做的總功為W1，機械效率為1；用乙滑輪所做的總功為W2，機械效率為2若不計繩重與摩擦，則（）AW1=W2，1=2BW1=W2，12CW12DW1W2，12（第9題）（第10題）10如圖所示，小明分別用甲、乙兩滑輪把同一桶沙從一樓地面提到二樓地面，用甲滑輪(所做的總功為W1，機械效率為1；用乙滑輪所做的總功為W2，機械效率為2，若不計繩重與摩擦)，則W1_W2，1_2(填“大于”、“小于”或“等

9、于”)。11某學生在做“測定滑輪組機械效率”實驗時，記錄情況如下表格：（1）在表格內(nèi)填入機械效率的計算式及計算結果。（2）在圖2中畫出實驗時細線的纏繞方式。（3）若改用二個動滑輪二個定滑輪來提升原來的重物，則彈簧秤上示數(shù)將（填變大、變小、不變，下同）；此時滑輪組機械效率將，其原因。（4）本實驗中若沒有刻度尺測高度及繩自由端移動距離，則滑輪組機械效率應按=_來計算。12小明在“測滑輪組機械效率”的實驗中，用如圖12所示的滑輪組進行了三次實驗，實驗數(shù)據(jù)如下表：實驗次數(shù)物重G/N物體上升的高度h/cm測力計的示數(shù)F/N測力計移動的距離s/cm12366635825252591724（1）分析表中數(shù)據(jù)

10、，回答以下問題：表中有一個數(shù)據(jù)的記錄是錯誤的，錯誤的數(shù)據(jù)是；第3次實驗中滑輪組的機械效率是；滑輪組的機械效率與無關。（2）小紅在小明實驗的基礎上多使用一個滑輪也做了實驗，如圖13所示。小紅多使用一個滑輪，目的是為了改變；圖12圖13當這兩位同學使用各自的滑輪組提升相同的重物時，若忽略繩重及摩擦，它們的機械效率（選填“相同”或“不相同”），理由是：。13張明同學用如圖所示的滑輪組做測滑輪組的機械效率的實驗時，拉線的繞法如圖所示。每個鉤碼重均為0.5N，將鉤碼勻速向上提升20cm，彈簧測力計移動的距離為60cm，彈簧測力計的示數(shù)為1N，問：（1）在實驗過程中，對鉤碼做的有用功是多少？（2）滑輪組的

11、機械效率是多少？（3）為什么總功總是大于有用功？14一輛汽車不小心開進了泥潭中，司機取來一套滑輪組欲將汽車從泥潭中拉出，如圖所示，若車重為8104N，汽車受到的阻力為車重的0.03倍，滑輪組機械效率為80%，問：（1）該司機至少需要用多大的力才能將汽車從泥潭中拉出？（2）若拉動汽車時，汽車前進的速度為0.2m/s，則司機做功的功率是多少？15利用圖所示裝置，把質量為3kg、密度為3103kg/m3的薄石塊從水面下4m處拉出水面后，再提升了10m，共用時間10s。動滑輪重為10N(不計繩子與滑輪間的摩擦，設石塊的兩個上升過程都為勻速，g取10N/kg)。求：（1）在整個過程中拉力F的功率(可近似認為石塊離開水面前浮力大小不變)。（2）石塊離開水面前與離開水面后，這個裝置的機械效率分別是多少？16某學生體重500N，站在地面上用“一個動滑輪一個定滑輪”的滑輪組來提升重物，已知每個滑輪重40N，當他提升起600N重物時，（1）滑輪組的機械效率多大？（2）他在提升重物升高1m的過程中，人做功多大？（3）在提升過程中人對地面的壓力多大？（4）對人來講，用滑輪組提升重物的過程中，機械效率最大能達到多少？（不計繩質量及滑輪摩擦）17張強同學利用如