使用機(jī)械是否省功

復(fù)習(xí)鞏固比較物體做功快慢的三種方法分別是什么？功率的定義？物理意義？比值定義？計(jì)算公式？變形公式？國(guó)際單位？常用單位？換算關(guān)系？功率的測(cè)量（測(cè)人上樓梯時(shí)的功率）需要測(cè)量哪些基本物理量？需要哪些實(shí)驗(yàn)器材？表達(dá)式是什么？當(dāng)物體在力F的作用下，以速度v做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，由F=F示=2N，因?yàn)閯?dòng)滑輪上有3段繩子，故vF=3vA=3×0.1m/s=0.3m/s第九章機(jī)械和功五、探究——使用機(jī)械是否省功學(xué)習(xí)目標(biāo)通過探究活動(dòng)，知道使用任何機(jī)械都不省功。通過探究活動(dòng)，理解機(jī)械效率。機(jī)械效率的計(jì)算（重點(diǎn)）通過實(shí)驗(yàn)探究功的原理（難點(diǎn)）探究使用機(jī)械是否省功一、提出問題：人們?cè)谑褂酶軛U、滑輪等機(jī)械，有的可以省力，有的可以省距離，那么使用機(jī)械可以省功嗎？二、假設(shè)猜想：使用機(jī)械不能省功。三、制定計(jì)劃并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：直接用彈簧測(cè)力計(jì)吊起一個(gè)重物，彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)重物做的功為W1，再用彈簧測(cè)力計(jì)通過一個(gè)動(dòng)滑輪吊起重物，使重物上升相同的高度，彈簧測(cè)力計(jì)的拉力做功W2。比較這兩個(gè)力所做的功就能可以知道使用機(jī)械是否省功。FhshFˊ實(shí)驗(yàn)裝置及過程四、收集證據(jù)力/N移動(dòng)距離/m力做的功/JF=4h=0.3W1=Fh=1.2Fˊ=2.2s=0.6W2=Fˊs=1.32五、分析與結(jié)論使用動(dòng)滑輪提升重物時(shí)拉力在對(duì)重物做功的同時(shí)也要對(duì)動(dòng)滑輪做功，同時(shí)還要克服動(dòng)滑輪上的摩擦做功，所以W2>W1，使用動(dòng)滑輪并不省功。大量實(shí)驗(yàn)表明：使用任何機(jī)械都不省功。使用機(jī)械不能省功，為什么人們還要使用機(jī)械呢？這是因?yàn)槭褂脵C(jī)械可以改變力的方向或者省力，或省距離，或改變做功的快慢，或能完成人們不便直接完成的工作。解決問題什么叫有用功、額外功和總功？三種功之間有什么關(guān)系？什么叫機(jī)械效率？其表達(dá)式怎樣？為什么機(jī)械效率小于1？有用功（W有用）：在用動(dòng)滑輪提升重物時(shí)，克服物體的重力所做的功是有用的，是必須做的，這部分功叫作有用功。額外功（W額外）：提升重物時(shí)，不可避免地要對(duì)動(dòng)滑輪本身做功和克服摩擦力做功，這部分功叫作額外功?？偣Γ╓總）：有用功與額外功的總和。W總=W有用+W額外有用功可理解為一種“目的”功。例如，用滑輪組勻速提升重物時(shí)，使用機(jī)械的目的是提升重物，那么克服重物的重力做的功就是有用功，即W有用=Gh，而克服動(dòng)滑輪本身的重力做的功和克服摩擦做的功就是額外功。又如用滑輪組拉動(dòng)重物在水平面上勻速移動(dòng)時(shí)，使用機(jī)械的目的是水平移動(dòng)物體，那么克服重物與水平面間的摩擦力做的功就是有用功，即W有用=Ffs；額外功是指對(duì)人們無用但又不得不額外做的功，包括提升物體時(shí)克服盛物體的容器的重力、機(jī)械自重和自身部件的摩擦等做的功。由于機(jī)械自重和摩擦總是存在的，因此額外功是不可避免的，對(duì)任何實(shí)際的機(jī)械總有W額外>0?？偣κ侵笇?duì)人們使用機(jī)械時(shí)動(dòng)力總共做的功，即W總=Fs機(jī)械效率概念：有用功和總功的比值。符號(hào)η計(jì)算公式：由于對(duì)任何實(shí)際的機(jī)械總有W額外>0，W有用<W總，故而用繩子將鉤碼提升至一定的高度，此過程所做的有用功是（）A.升高鉤碼所做的功B.克服摩擦所做的功C.提高繩子所做的功D.克服動(dòng)滑輪自重做的功A成長(zhǎng)資源P72，填空題第6題一人用100N的拉力用滑輪組將重為300N的物體向上提起，繩重和摩擦不計(jì)。在拉力的作用下，物體勻速上升了1m。求：1.人所做的有用功；2.人所做的總功；3.人所做的額外功；1.人提起重物克服重力所做的功是有用功，則W有用=Gh=300N×1m=300J2.拉力移動(dòng)的距離s=4h=4×1m=4m，人的拉力做的總功W總=Fs=100N×4m=400J3.W額外=W總－W有用=400J-300J=100J滑輪或滑輪組（提起重物）總功：W總功=Fs有用功：W有用=G物h額外功：1.克服動(dòng)滑輪重、繩重、摩擦所做的功W額外=W總－W有用2.若不計(jì)繩重及摩擦

W額外=G動(dòng)h

機(jī)械效率：1.2.不計(jì)繩重及摩擦

工人用250N的力將重400N的物體勻速提升2m,共用了10s，若在此過程中忽略繩重和摩擦，下列說法正確的是（）A.繩子自由端移動(dòng)的距離是6mB.動(dòng)滑輪的重是10NC.工人做功的功率是80WD.滑輪組的機(jī)械效率是80%D如圖所示，利用輕質(zhì)滑輪組勻速拉動(dòng)水平地面上重為300N的物體，拉力F的大小為30N。若物體和地面間的摩擦力大小為45N，則A處的拉力大小和滑輪組的機(jī)械效率分別為（）A.45N50%B.45N75%C.60N50%D.60N80%BFAFf物體在水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，F(xiàn)A和Ff是一對(duì)平衡力，F(xiàn)A=Ff=45N滑輪或滑輪組（水平勻速拉動(dòng)物體）總功：W總功=Fs繩有用功：W有用=Ffs物

額外功：W額外=W總－W有用機(jī)械效率：成長(zhǎng)資源P72，第4題用500N的力將重為900N的物體從斜面的底端勻速推到了頂端，斜面長(zhǎng)6m，高3m，則有用功為（）J，總功為（）J，機(jī)械效率為（）。hGF推FfL2700300090%斜面總功：W總功=FL有用功：W有用=G物h額外功：克服摩擦所做的功

W額外=W總－W有用

W額外=FfL機(jī)械效率：1.2.

小明想把重1000N的木箱A搬到高h(yuǎn)=5m，長(zhǎng)L=10m的斜面上。他站在斜面上，沿斜面向上用F=600N的拉力使木箱A以v=0.2m/s的速度勻速?gòu)男泵娴锥死叫泵骓敹恕Ｇ螅?.小明同學(xué)拉木箱的功率是多大？2.該斜面的機(jī)械效率是多大？3.木箱A在斜面上勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的摩擦力是多大？1.小明拉木箱的功率：2.斜面的機(jī)械效率：3.摩擦力大?。河?/p>

W額外=FfL，有成長(zhǎng)資源P72，填空題第5題對(duì)機(jī)械效率的理解機(jī)械效率是有用功與總功之比，它只有大小，沒有單位，一般用百分?jǐn)?shù)表示；機(jī)械效率是標(biāo)志機(jī)械做功性能好壞的物理量，機(jī)械效率越高，這個(gè)機(jī)械的性能越好。機(jī)械效率不是固定不變的。它反映的是機(jī)械在一次做功的過程中有用功和總功的比值，同一機(jī)械在不同的做功過程中，提起的物重不同，機(jī)械效率往往不同。機(jī)械效率高低的比較機(jī)械效率由W有用和W總共同決定，不能理解為“有用功多，機(jī)械效率高”或“總功多，機(jī)械效率低”當(dāng)總功一定時(shí)，有用功越多（或額外功越少），機(jī)械效率越高；當(dāng)有用功一定時(shí)，總功越少（或額外功越少），機(jī)械效率越高；當(dāng)額外功一定時(shí)，總功越多（或有用功越多），有用功在總功中所占的比例越大，機(jī)械效率越高下列關(guān)于機(jī)械效率的說法中正確的是（）A.機(jī)械效率越高的機(jī)械，使用時(shí)越省力B.機(jī)械效率越高的機(jī)械，使用時(shí)額外功在總功中所占的比例越小C.機(jī)械效率越高的機(jī)械，做的有用功越多D.任何機(jī)械的機(jī)械效率都不會(huì)小于1，它的單位是焦耳機(jī)械效率是有用功和總功的比值，機(jī)械效率越高的機(jī)械，使用時(shí)有用功在總功中所占的比例越大，額外功在總功中所占的比例越小，但不一定省力。故A錯(cuò)誤，B正確。有用功多并不意味著機(jī)械效率高，還要看總功的多少，C錯(cuò)誤；B用甲、乙兩種裝置勻速提升同一重物，若每個(gè)滑輪重相同，不計(jì)摩擦及繩重，則下列說法正確的是（）A.甲較省力，機(jī)械效率較低B.乙較省力，機(jī)械效