2022－2023学年八年级物理下册《点拨》(北师版)：探究-使用机械是否省功

第五节探究——使用机械是否省功第九章机械与功逐点导讲练课堂小结作业提升学习目标课时讲解1课时流程2功的原理有用功、额外功和总功机械效率知识点知1－讲感悟新知1功的原理1.探究——使用机械是否省功(1)问题与猜想问题：使用机械是否能省功？猜想：根据已有的知识与经验进行猜测。知1－讲感悟新知(2)制订计划①如图1甲所示，用弹簧测力计将重物匀速提升h，读出弹簧测力计的示数F，计算出功W1。②如图1乙所示，通过动滑轮用弹簧测力计将重物匀速提升h，读出弹簧测力计的示数F′，计算出功W2。③比较W1和W2的大小。知1－讲感悟新知(3)收集证据力/N移动距离/m力做的功/JF=4h=0.1W1=0.4F′=2.2s=0.2W2=0.44知1－讲感悟新知温馨提示1.实验中应该竖直向上匀速拉弹簧测力计，保持重物匀速上升。2.实验中用动滑轮提升重物时，重物匀速上升的高度h，拉力作用点移动的距离s之间存在关系s=2h，所以拉力作用点移动的距离可以不需要测量，而利用s=2h=2×0.1m=0.2m计算得到。知1－讲感悟新知(4)实验结论：W1<W2

。①用动滑轮提升重物，由于动滑轮受重力，提升重物时存在摩擦，所以W1<W2；②如果在理想情况下，不考虑动滑轮的重力、绳子的重力和摩擦，则W1=W2。(5)功的原理：使用任何机械都不能省功。知1－讲感悟新知2.斜面(1)概念：如图2甲所示，斜面是与水平面成一定角度的平面，也是简单机械的一种。(2)特点：如图乙所示，若不考虑斜面摩擦，则沿斜面向上的最小推力F=，即斜面的长是斜面高的几倍，最小推力F

就是物重G

的几分之一。知1－讲感悟新知拓展延伸盘山公路相当于斜面。如图3所示，汽车要从A位置到达B位置，由于AB间太陡车辆无法直接开上去，要经过CD才能到达B点，这样做拉长了车的行驶距离l，又AB

之间垂直高度h和车重G一定，由公式F=

知车辆上坡需要的力更小。感悟新知知1－练[中考·达州]如图4所示，AC、BC

为同一水平面上的两个光滑斜面，AC

＞BC，∠CAB=30°。在相等时间内把重为80N的同一物体从斜面底端分别沿AC、BC

匀速推至C

点，若推力分别为F1、F2，则F1=______F2，P1______P1。(均选填“＞”“＜”或“=”)例1＜=感悟新知知1－练解题秘方：根据斜面的特点进行解答。解析：由题知，AC

和BC

是两个光滑的斜面，额外功为0，根据功的原理可知，拉力在两斜面上做功相同为Gh，即W1=W2，由于AC

＞BC，根据W=Fs

可知，F1

＜F2；所用时间相等，根据功率公式，可知P1=P2。感悟新知知1－练特别提醒AC、BC两个光滑斜面的高度相同，根据功的原理得，推力F1、F2做功相等为Gh。知识点有用功、额外功和总功知2－讲感悟新知21.有用功(W有用)人们需要做的功，也就是为了达到目的人们必须做的且对人们有用的功。2.额外功(W额外)人们为了达到一定目的时并不需要但又不得不额外做的功。3.总功(W

总)(1)有用功和额外功的总和，即：W

总=W有用+W额外。(2)总功就是人们利用机械所做的功。知2－讲感悟新知深度理解●为了实现做功目的，有用功W有用等于直接用手做的功，总功W总等于作用在机械上的力与这个力通过距离的乘积。●由于机械存在自重，且部件之间存在摩擦，故利用机械实现做功目的，额外功不可避免。感悟新知知2－练人用铁桶从井中打水，则此过程中()A.人对铁桶做的功是额外功B.人对水做的功是额外功C.人对水和铁桶做的功都是额外功D.人对水和铁桶做的功都是有用功例2A知2－练感悟新知解题秘方：判断有用功、额外功要看做功目的，实现做功目的(做功对象)所做的功是有用功，所做的其余部分的功为额外功。解析：用铁桶打水，做功的目的是提水，故对水做的功是有用功，对铁桶做的功是额外功。知2－练感悟新知特别提醒题中若是打捞掉到水中的桶，则对桶做的功为有用功，对水做的功为额外功。知识点机械效率知3－讲感悟新知31.定义物理学中，把有用功跟总功的比值叫作机械效率，用η表示。2.公式

知3－讲感悟新知3.物理意义机械效率是标志机械做功性能好坏的物理量，机械效率越高，做的有用功与总功的比值就越大，这个机械的性能就越好。4.可变性机械效率不是固定不变的，同一机械在不同的做功过程中，机械效率可能会发生改变。知3－讲感悟新知5.特点任何机械的机械效率都小于1，只有在理想情况下机械效率才等于1。6.注意机械效率的高低与机械是否省力、滑轮组上绳子的绕法、物体提升的高度、物体被提升的速度等因素无关。知3－讲7.机械效率的计算归类感悟新知杠杆斜面滑轮(组)图示知3－讲感悟新知杠杆斜面滑轮组做功目的竖直提升物体水平移动物体有用功W

有用=GhW有用=fs物总功W

总=FsF机械效率知3－讲感悟新知深度理解1.像速度、密度和功率一样，机械效率也是利用比值定义法来定义的。2.由机械效率的计算公式知，式子中的分子和分母的单位相同，故算出的机械效率没有单位，机械效率的这一点与速度、密度和功率不同。3.机械效率是一个比值，它没有单位，一般用百分数表示。知3－讲感悟新知4.影响机械效率的因素：机械效率是由机械自身因素(如机械自重、摩擦等)和做功对象(如提起的重物)决定的，与使用机械是否省力、是否省距离以及做功多少无关。5.机械效率、功率和功是三个不同的物理量，它们之间没有直接关系。感悟新知知3－练[中考·南京]如图5所示，物体重180N，动滑轮重10N，小明用100N的拉力(方向不变)将物体匀速提升2m，用了10s，则此过程中有用功是______J，额外功是______J，拉力的功率是______W，滑轮组的机械效率是______%。例3360404090感悟新知知3－练解题秘方：利用题中条件可直接求出的物理量有W

有用、s、W

总，再利用求出的物理量和已知量进一步分析求解。感悟新知知3－练解析：滑轮组提升物体时所做的有用功W

有用=Gh=180N×2m=360J。由图知n=2，则绳子末端移动的距离s=2h=2×2m=4m，拉力所做的总功W总=Fs=100N×4m=400J，拉力的功率P=额外功W额外=W总－W有用=400J－360J=40J。滑轮组的机械效率知3－练感悟新知1.[中考·广西]如图6是利用滑轮组帮助汽车脱困的情景。匀速拉动车的过程中，车相对树木是________