初中物理滬粵版（2024）九年級(jí)上冊(cè)第十一章

功與機(jī)械能第3節(jié)

機(jī)械效率1.知道什么是有用功、額外功和總功。2.能說出機(jī)械效率的含義，并能利用機(jī)械效率的公式進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算。3.會(huì)測(cè)算滑輪組的機(jī)械效率。知道提高機(jī)械效率的方法。想一想：有哪些辦法可以將沙子運(yùn)上三樓？思考1：提升物體的過程中動(dòng)力（人）對(duì)哪些物體做了功？①3.克服自重做功1.對(duì)砂子做功2.對(duì)桶做功②1.對(duì)砂子做功2.對(duì)桶做功③1.對(duì)砂子做功2.對(duì)桶做功3.對(duì)動(dòng)滑輪做功④1.對(duì)砂子做功2.對(duì)口袋做功3.對(duì)動(dòng)滑輪做功問題1：哪些功起到了積極作用，即達(dá)到了我們做功的目的？對(duì)重物（沙子）做的功。思考2：提升物體的過程中動(dòng)力（人）對(duì)哪些物體做了功？①3.克服自重做功1.對(duì)砂子做功2.對(duì)桶做功②1.對(duì)砂子做功2.對(duì)桶做功③1.對(duì)砂子做功2.對(duì)桶做功3.對(duì)動(dòng)滑輪做功④1.對(duì)砂子做功2.對(duì)口袋做功3.對(duì)動(dòng)滑輪做功對(duì)人的自重、桶、動(dòng)滑輪、布袋做的功；克服摩擦力做的功。問題2：哪些功對(duì)我們沒有價(jià)值，但又不得不做的功？有用功：滿足我們需要的、有價(jià)值的功，叫做有用功記作：W有用總功：動(dòng)力對(duì)機(jī)械做的功叫做總功

記作：W總額外功：對(duì)我們既無利用價(jià)值卻不得不做的功，叫做額外功記作：W額外W總=W有用+W額外

知識(shí)點(diǎn)一：有用功與額外功拉力抓斗泥土機(jī)械臂滑輪組與挖掘機(jī)做功

在如圖所示的兩種機(jī)械做功的情況中，哪些功是我們需要的有用功，哪些功是不得不做的額外功?請(qǐng)與同學(xué)們交流討論?；顒?dòng)1：分析有用功與額外功拉力抓斗泥土機(jī)械臂克服物體重力所做的功為有用功。克服動(dòng)滑輪和繩子重力所做的功，還有克服摩擦力所做

的功為額外功?？朔ザ泛蜋C(jī)械臂重力所做的功，還有克服摩擦力所做的功為額外功?？朔嗤林亓λ龅墓橛杏霉?。分析有用功與額外功事例目的有用功額外功總功用桶從井中提水水桶掉進(jìn)井里要把桶撈起來用書包把書背上樓提水撈桶背書G水hG桶hG書hG桶hG水h(G包+G人)h=W總=W總=W總分析下列事例中的有用功、額外功、總功。不考慮繩重和摩擦。4．機(jī)械效率是體現(xiàn)機(jī)械性能的重要指標(biāo)。1．定義：有用功跟總功之比，叫做機(jī)械效率2．公式：?=W總W有用3．機(jī)械效率用百分?jǐn)?shù)表示?？傂∮?。知識(shí)點(diǎn)二：機(jī)械效率×100%滑輪組：50%～70%抽水機(jī)：60%～80%柴油機(jī)：28%～40%一些機(jī)械的機(jī)械效率起重機(jī)：40%～50%活動(dòng)2：測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)器材彈簧測(cè)力計(jì)、刻度尺、鐵架臺(tái)、滑輪、細(xì)線、鉤碼。實(shí)驗(yàn)步驟(1)選擇實(shí)驗(yàn)器材，組裝如圖所示的滑輪組，并用它來提升鉤碼。(2)為了測(cè)算滑輪組工作時(shí)的機(jī)械效率，需要測(cè)量哪些物理量?怎樣測(cè)量?(3)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，記錄測(cè)量的數(shù)據(jù)，并計(jì)算出滑輪組工作時(shí)的機(jī)械效率，填入表中。(4)改變鉤碼的數(shù)量，再做幾次實(shí)驗(yàn)。(5)記錄相應(yīng)數(shù)據(jù)，并計(jì)算出滑輪組提升不同數(shù)量的鉤碼時(shí)的機(jī)械效率填入表中。(g取10N/kg)視頻演示序號(hào)鉤碼所受重力G/N勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)時(shí)的示數(shù)F/m

鉤碼上升的高度h/m繩子自由端移動(dòng)距離S/m動(dòng)力對(duì)滑輪組做的功W總/J滑輪組對(duì)鉤碼做的功機(jī)械效率η131.50.10.30.450.366.7%231.50.20.60.90.666.7%34.520.10.30.60.4575%462.50.10.30.750.680%5640.10.31.20.650%仔細(xì)觀察數(shù)據(jù)，我們能得到什么結(jié)論？實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)1.使用同一滑輪組提升不同重物，機(jī)械效率不同，物重越大，機(jī)械效率越大；物重越小，機(jī)械效率越小。2.使用不同滑輪組提升相同重物，動(dòng)滑輪越重，額外功越多，機(jī)械效率越小。實(shí)驗(yàn)結(jié)論如何提高機(jī)械效率？（2）減少機(jī)械的摩擦等來減小額外功。

（1）減少機(jī)械自重。（3）在額外功一定時(shí)，增大有用功。（4）改進(jìn)結(jié)構(gòu)，使它更合理、更輕巧。

（5）在使用中按照技術(shù)規(guī)程經(jīng)常保養(yǎng)，定時(shí)潤(rùn)滑，

使機(jī)械處于良好的運(yùn)轉(zhuǎn)態(tài)。機(jī)械功目的W有用W總W額的原因提鉤碼G碼hFS克服杠桿重和摩擦提沙G沙hFS克服動(dòng)滑輪重、桶重和摩擦提木箱G箱hFS克服摩擦拉木塊fs木Fs克服繩子和軸間摩擦常見簡(jiǎn)單機(jī)械做功的比較機(jī)械效率有用功和額外功機(jī)械效率測(cè)定機(jī)械效率：使用同一滑輪組提升不同重物，機(jī)械效率不同。物重越大，機(jī)械效率越高有用功：滿足我們需要的、有價(jià)值的功總功：動(dòng)力對(duì)機(jī)械做的功額外功：對(duì)我們既無利用價(jià)值卻不得不做的功定義：有用功跟總功的比值公式：?=W總W有1.一個(gè)水桶掉到了井里，在打撈水桶的過程中，則對(duì)水桶做的功叫做__________功，對(duì)水做的功叫________功，對(duì)水桶和水一共做的功叫_________功。有用額外總2.關(guān)于機(jī)械效率的說法中正確的是（

）A．越省力的機(jī)械，效率越高B．做有用功越多的機(jī)械，效率越高C．做相同的功，額外功的值越小，則機(jī)械效率一定越高D．做功越快的機(jī)械，機(jī)械效率越高C3．如圖所示，用滑輪組拉動(dòng)重70N的物體A，在10s內(nèi)使A在水平方向上移動(dòng)5m，所用拉力F為20N，地面對(duì)A的摩擦力為30N，則A運(yùn)動(dòng)速度是

m/s，滑輪組所做的有用功是

J，滑輪組的機(jī)械效率是

。0.515075%4．在“測(cè)滑輪組機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)中，用同一滑輪組進(jìn)行兩次實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：

⑴此實(shí)驗(yàn)所用滑輪的個(gè)數(shù)至少是____個(gè)，其中動(dòng)滑輪有_____個(gè)。⑵第一次實(shí)驗(yàn)測(cè)得滑輪組的機(jī)械效率為________，第二次實(shí)驗(yàn)時(shí)滑輪組的機(jī)械效率______第一次的機(jī)械效率（填“大于”“小于”或“等于”）次數(shù)鉤碼重/N鉤碼上升高度/cm彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)/N彈簧測(cè)力計(jì)移動(dòng)距離/cm12100.8402551.5203262.5%大于F=?s=1mG物=10Nh=？5.如圖，忽略繩重和摩擦，用拉力F拉著10N的重物勻速上升，繩子自由端移動(dòng)1m，動(dòng)滑輪重力2N，求：（1）拉力F；（2）物體上升的距離；（3）有用功，總功，機(jī)械效率。動(dòng)滑輪+物體G總2F因?yàn)橹匚飫蛩偕仙?，所以?F=G總=G

物+G動(dòng)