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第十五章 功和机械能 第三节：机械效率
教学过程：
一、边学过程——学习目标、学法指导和导学问题
学习目标
1知道有用功、额外功、总功及他们三者间的关系
2 理解机械效率，掌握机械效率的计算
学法指导：
以学生自学、生为生师为主，教师点疑为辅，边学边教边测边练。
导学问题：
1.使用机械时，真正对完成工作任务有用的功叫做 ；除此之外，对完成工作任务无用而又不得不做的功叫做 ；二者之和叫做 .
2.用桶从井中提水的时候，对 做的功是有用功，对 做的功是额外功。如果桶掉进井里，从井里捞桶时，捞上来的桶带有一些水，这时对桶做的功是 功，对水做的功是 功。
3.用三种方法把沙子运上三楼，如图所示，根据图中数据算出三种方法所做有用功的大小均为_______，其中哪一种方法做的总功最多？ 哪一种方法做的总功最少？
（1）机械效率的定义：
（2）机械效率的公式：
物理量
1
2
3
钩码重G（N）
4
4
6
钩码上升高度h（m）
0.1
0.1
0.1
绳端拉力F（N）
1.8
1.4
2.4
绳端移动距离S（m）
0.3
0.5
0.3
机械效率η
74%

4.机械工作时因为额外功是不可避免的，故_______功总大于_______功所以机械效率总是_______1.
甲 乙
5.某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如表所示，实验装置如图：
（1）通过表中数据可分析出实验1是用 （填“甲”或“乙”）图做的实验，实验2是用 （填“甲”或“乙”）图做的实验。（2）请将表中空白处填上恰当的数据。（百分号前保留整数）
3）通过实验1和实验2的数据分析可得出结论：使用不同的滑轮组，提升相同的重物时动滑轮的个数越多，动滑轮越重，滑轮组的机械效率___________。
（4）比较实验1和实验3可得正确结论：使用同一滑轮组，________________________可以提高滑轮组的机械效率。
二、边练过程：自学效果检查、巩固练习题
1.两台机械，甲机械效率为80％，乙机械效率为60％，下列说法正确的是………( )
A．甲机械一定比乙机械省力 B．乙机械一定比甲机械省力C．甲机械做的有用功一定比乙机械的多 D．有用功相同时，乙机械所做的总功多
2．采取下述哪种措施可以提高机械效率 ( )
A．有用功一定，增大总功 B．总功一定，增大额外功
C．有用功一定，减小总功 D．额外功一定，减小有用功
3．下列说法中正确的是 ( )
A．机械的功率越大，做功一定越多 B使用任何简单机械都不能省功
C效率低的机械做功少 D．提高滑轮组的机械效率的办法是增加滑轮的个数
4．关于机械效率的说法中正确的是 （ ）
A．越省力的机械，效率越高 B．做有用功越多的机械，效率越高
C．做相同的功，额外功的值越小，效率越高D．做功越快的机械，效率越高
5.在“测滑轮组机械效率”的实验中，小强按正确方法操作，图是他实验
中的情景，下表是他记录的一组数据。
0
- 3 15
1 3 15
甲
2 3 15
甲
3 3 15
甲
4 3 15
甲
5 3 15
甲

N 15
甲
放大

（1）由表中数据可计算出，滑轮组对钩码做的有用功为 J，人做的总功为 J。
（2）对以上两个计算结果进行比较，其不合理之处是 ；结合测力计放大图，可知小强的错误是 。
（3）在该次实验中，所测滑轮组的机械效率应该为 。
钩码总重
G（N）
钩码上升
高度h（m）
测力计
拉力F（N）
测力计移动
距离s（m）
2
0.05
0.4
0.15

三、边教过程——归纳提高、重点难点和易混易错知识解析
1.做功时机械效率越高就越好吗？
答： 不一定，做功时不用机械而直接用人手去功时的机械效率是最高的，但有时为了达到省力或省距离或其他目的，需要使用机械代替人手做功，虽然这样做，机械效率会降低
2.使用机械所做的有用功越多，机械效率就越大吗？
答： 机械效率是有用功占总功的比例，它是由有用功、总功两个因素决定的，不能单凭其中一个判断机械效率的高低
3. 机械的机械效率越高是否越省力？
答： 请看一例，如图甲和乙所示，分别用定滑轮与动滑轮将重物提升相同高度，若G1=G2，则F1>F2，因为使用动滑轮的额外功多，所以有η1>η2，，可见机械效率越大的机械不一定越省力，越省力的机械也不一定机械效率越大。通常情况下，越省力的机械，其机械效率一般是越低的。
4.使用同一机械对物体做功机械效率是固定不变的吗？
答：机械效率的高低不仅与机械本身结构有关，还与机械使用的外部条件有关，例如对同一滑轮组，提升的重物不同，其机械效率也不相同。同一机械提升重物多时，机械效率就高，因为额外功基本一定，提升重物多做的有用功越多，机械效率就越高。
5. 机械效率为何总小于1?
答： 因为η=W有/W总，而W总＝W有＋W额，由于额外功的存在，即W额＞0，因此总功必定大于有用功，这就是机械效率一定小于1的原因。
四、边测过程——当堂达标检测题
1、如右图，用一个动滑轮将重500N的重物匀速提高0.5m，不计滑轮与轴之间的摩擦及绳重，在绳子自由端所用的拉力是300N，则W总＝
J，W有用＝ J，机械效率η＝ 。
2、起重机在20s内把重物匀速提到楼顶，起重机所做的总功是4×104J，额外功是1.6×104J，则起重机的总功率是________W，机械效率是________ 。
3、如图所示，建筑工人用滑轮组提升重为220N的泥桶，动滑轮重为20N，不计滑轮与轴之间的摩擦及绳重.。若工人在5s内将绳子匀速向上拉6m，则泥桶上升___________m，手拉绳子的力为 N，拉力的功率为 W，滑轮组的机械效率为________。
4、如图所示，在大小为500 N的拉力F作用下，滑轮组将800 N的重物提升了l m。在此过程中（ ）
A．做的有用功是500 J B．做的总功是800 J
C．滑轮组的机械效率是62.5％ D．滑轮组的机械效率是80％
5、如图是某工人用滑轮组提升重物，工人用360N拉力将重为600N的重物匀速提升10m，需要时间50s。求：
（1）有用功； （2）总功； （3）额外功；
（4）机械效率； （5）工人做功的功率。

五、课后及家庭作业——知识延伸，能力拓展
1. 如图所示，一个质量60kg的物块，通过滑轮组在25N拉力作用下作匀速直线运动，在水平方向前进了5m，已知物块受到的滑动摩擦力为物重的0.1倍，(不计绳重和摩擦，g取10N/kg )。求：
F
（1）物块受到滑动摩擦力的大小？
（2）拉力F做的有用功是多少？

2. 用如图所示的滑轮组匀速提升重为480N的物体G，所用拉力F为200N，将重物提升3 m所用的时间为10s。(不计绳重和摩擦)，求： (1)重物上升的速度．(2)拉力所做的有用功．(3)拉力的功率．(4)滑轮组的机械效率．

3、用如图所示滑轮组提升重物．人用500N的拉力F，15s内使重
为900N的物体匀速上升了3m．不计绳重和摩擦，求：
（1）动滑轮的重．（2）人拉绳子做功的功率． （3）滑轮组的机械效率．
（3）拉力F做的总功是多少？
（4）该滑轮组的机械效率是多少？

九学年上学期物理学科 第 4 页 共 4 页