小學(xué)五年級(jí)教案
發(fā)表時(shí)間:2020-07-03九年級(jí)物理《斜面的機(jī)械效率》知識(shí)點(diǎn)歸納。
九年級(jí)物理《斜面的機(jī)械效率》知識(shí)點(diǎn)歸納
斜面的機(jī)械效率:
有用功W有用=Gh
總功W總=Fl
W總=Gh+fl
(f為摩擦力)
額外功W額外=W總-W有用
W額外=fl
機(jī)械效率
測量斜面的機(jī)械效率:
【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹浚簻y量斜面的機(jī)械效率
【器材】斜面,鐵架臺(tái),小車,彈簧秤,米尺
【操作】
(1)照圖那樣安裝好斜面,將小車放在斜面上。用彈簧秤緩慢地把小車?yán)闲泵?,記下彈簧秤的示?shù)F,測出小車沿斜面通過的距離L,用彈簧秤稱得小車重G,并測出小車上升的高度h,算出斜面的效率η1=Gh/FL。
(2)把小車翻過來(輪子朝上)放在斜面上,重復(fù)上述實(shí)驗(yàn),根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)算出此時(shí)斜面效率η2。
(3)增大斜面的傾角,小車仍翻著放在斜面上重復(fù)實(shí)驗(yàn),算出斜面效率η3。
比較η1、η2、η3的大小,可知η1>η2,η2<η3。分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果可得:斜面的效率主要受斜面和小車間的摩擦的影響,在(1)中由于輪子和斜面間的滾動(dòng)摩擦小,必需做的額外功少,效率就高。在(3)中,當(dāng)傾角增大,車對(duì)斜面的壓力減小,從而摩擦也減小,因此效率比(2)時(shí)高。比較操作(2)、(3)中的F及η的大小,可知斜面越省力其效率不一定越高。
提高斜面機(jī)械效率的方法:
在其他條件一定時(shí),斜面的傾斜程度越大,機(jī)械效率越高,斜面表面粗糙程度越大,機(jī)械效率越低;機(jī)械效率與物體重量無關(guān),物體斜面之間接觸面大小無關(guān)。
例:如圖所示,斜面高為1m,長為3m,工人用400N沿斜面方向的力將重為840N的箱子拉到汽車上,在這過程中拉力做了______J的功,機(jī)械效率為______。要提高該斜面的機(jī)械效鋁,應(yīng)該_______。(寫出一條措施)
解析:
,
提高機(jī)械效率的方法是減小總功,以增大有用功在總功中所占的比例。
答案:120070%減小斜面的粗糙度
初中物理斜面的機(jī)械效率知識(shí)點(diǎn)(二)
斜面機(jī)械效率定義
機(jī)械效率是反映機(jī)械性能的優(yōu)劣的重要標(biāo)志之一??偣Φ扔谟杏霉εc額外功之和,因而有用功只占總功的一部分。顯然,有用功所占比例越大,機(jī)械對(duì)總功的利用率就越高,機(jī)械的性能就越好。物理中,用機(jī)械效率來表示機(jī)械對(duì)總功的利用率。
斜面的機(jī)械效率公式
斜面機(jī)械效率公式為:η=W有/W總=Gh/Fs。(G為物體重量,h為斜面豎直高度,F(xiàn)為拉力大小,s為斜面長度。)
推導(dǎo)公式:η=
(θ為斜面傾角,μ為滑動(dòng)摩擦系數(shù))
推導(dǎo)過程:如圖,將物體重力垂直分解為垂直于斜面的力F⊥和平行于斜面的力F∥,則:
η=W有/W總=Gh/Fs=Gh/(f+F)s=Gh/(μF⊥+F∥)s=Gsinθ*s/(μGcosθ+Gsinθ)*s=sinθ/μcosθ+sinθ=1/(μcotθ+1)
斜面的機(jī)械效率實(shí)驗(yàn)
研究斜面的機(jī)械效率與斜面傾斜程度的關(guān)系
猜想:斜面的傾斜程度越大,機(jī)械效率越高
實(shí)驗(yàn)器材:斜面、木塊、彈簧測力計(jì)、刻度尺
(實(shí)驗(yàn)過程中,保持木塊所受重力G不變,斜面長S不變,改變的是斜面的高度h和拉力F)
實(shí)驗(yàn)步驟:(將所測數(shù)據(jù)填入表格一中)
①用彈簧測力計(jì)測出木塊的重力G
②用刻度尺量出斜面的長度S和高度
③用彈簧測力計(jì)拉木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng),讀出拉力
④改變斜面的傾斜程度,量出斜面的高度
⑤用彈簧測力計(jì)拉木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng),讀出拉力
計(jì)算公式:
表格一:
附:試驗(yàn)參考數(shù)據(jù)
結(jié)論:在其他條件一定時(shí),斜面的傾斜程度越大,機(jī)械效率越高
研究斜面機(jī)械效率與斜面之間接觸面大小關(guān)系
猜想:斜面的機(jī)械效率與物體斜面之間接觸面大小無關(guān)
實(shí)驗(yàn)器材:斜面、木塊、彈簧測力計(jì)、刻度尺
(實(shí)驗(yàn)過程中,保持木塊的重量G不變,斜面長S不變,斜面的高度h不變,改變的是物體斜面接觸面積,和拉力F)(建議有困難的學(xué)生選此實(shí)驗(yàn))
實(shí)驗(yàn)步驟:(將所測數(shù)據(jù)填入表格二中)
①用彈簧測力計(jì)測出木塊的重力G
②用刻度尺量出斜面的長度S和高度h
③把木塊平放,用彈簧測力計(jì)拉木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng),讀出拉力
④把木塊側(cè)放,用彈簧測力計(jì)拉木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng),讀出拉力
計(jì)算公式:
表格二:
附:試驗(yàn)參考數(shù)據(jù)
結(jié)論:斜面的機(jī)械效率與物體斜面之間接觸面大小無關(guān)
研究斜面的機(jī)械效率與它的粗糙程度的關(guān)系
猜想:表面越光滑,機(jī)械效率越高
實(shí)驗(yàn)器材:斜面、木塊、彈簧測力計(jì)、刻度尺
(實(shí)驗(yàn)過程中,保持木塊的重量G不變,斜面長S不變,斜面的高度h不變,改變的是斜面的粗糙程度和拉力F)
實(shí)驗(yàn)步驟:(將所測數(shù)據(jù)填入表格三中)
①用彈簧測力計(jì)測出木塊的重力G
②用刻度尺兩處斜面的長度S和高度h
③把木塊放木板上,用彈簧測力計(jì)拉木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng),讀出拉力
④在木板上鋪好毛巾,用彈簧測力計(jì)拉木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng),讀出拉力
計(jì)算公式:
表格三
結(jié)論:在其他條件一定時(shí),斜面表面粗糙程度越大,機(jī)械效率越低
研究斜面的機(jī)械效率與物體的重量的關(guān)系
猜想:斜面的機(jī)械效率與物體的重量無關(guān)
實(shí)驗(yàn)器材:斜面、木塊、彈簧測力計(jì)、刻度尺
(實(shí)驗(yàn)過程中,保持斜面長S不變,斜面的高度h不變,改變的是物體重量G和拉力F)
實(shí)驗(yàn)步驟:(將所測數(shù)據(jù)填入表格四中)
①用彈簧測力計(jì)測出木塊的重力G1,用刻度尺兩處斜面的長度S和高度h
②把木塊放木板上,用彈簧測力計(jì)拉木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng),讀出拉力F1
③用彈簧測力計(jì)測出木塊和鉤碼的重力G2
④用彈簧測力計(jì)拉木塊和鉤碼做勻速直線運(yùn)動(dòng),讀出拉力F2
表格四
附:試驗(yàn)參考數(shù)據(jù)
*此處為51%是因拉力四舍五入所致。
結(jié)論:機(jī)械效率與物體重量無關(guān)
經(jīng)典例題
為了探究斜面的機(jī)械效率與斜面的傾斜程度的關(guān)系,小黃同學(xué)用彈簧測計(jì)拉著同一木塊沿粗糙程度相同的斜面勻速向上運(yùn)動(dòng),如圖所示,實(shí)數(shù)據(jù)記錄如表:
實(shí)驗(yàn)次數(shù)斜面的傾斜程度木塊重量G/N斜面高度h/m沿斜面拉力F/N斜面長s/m機(jī)械效率η
1較緩100.46.61
2較陡100.57.6165.8%
3最陡100.68.4171.4%
(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)可求出第1次實(shí)驗(yàn):有用功是_____J,機(jī)械效率是_____,木塊和斜面的內(nèi)能增加了_____J.
(2)分析表中數(shù)據(jù),可以得出的初步結(jié)論是:在其他條件不變的情況下,斜面傾斜程度越陡,斜面的機(jī)械效率越_____.
答案:
460.6%2.6高
解析:
(1)利用斜面時(shí),有用功利用W有=Gh計(jì)算,總功利用W總=Fs計(jì)算,機(jī)械效率利用η=×100%計(jì)算;木塊在運(yùn)動(dòng)過程中,木塊與斜面之間有摩擦,因此會(huì)摩擦生熱,增加內(nèi)能即為額外功.
(2)根據(jù)控制變量法,比較第二列和最后一列即可得出斜面的機(jī)械效率與斜面傾斜程度的關(guān)系.
解:(1)第一次實(shí)驗(yàn):
有用功為:W有=Gh=10N×0.4m=4J;
總功為:W總=FS=6.6N×1m=6.6J;
斜面的機(jī)械效率為:η=×100%=×100%≈60.6%.
木塊和斜面的內(nèi)能增加W額=W總-W有=6.6J-4J=2.6J.
(2)由表格可知,當(dāng)其他條件相同時(shí),斜面傾斜程度不同,斜面的機(jī)械效率也不同,故可的結(jié)論:在其他條件不變的情況下,斜面傾斜程度越陡,斜面的機(jī)械效率越高。
故答案為:(1)4J;60.6%;2.6J;(2)高.
在“探究斜面”的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中,為了探究:“斜面省力與斜面傾角的關(guān)系”和“影響斜面的機(jī)械效率的因素”。某小組做了在斜面上勻速拉動(dòng)同一材料物塊滑動(dòng)的探究實(shí)驗(yàn)(如圖所示),并記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下:(θ1<θ2<θ3)
(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù),計(jì)算第5次實(shí)驗(yàn)中,總功為_______J,機(jī)械效率________。
(2)分析第2、4、5次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù),總結(jié)出的結(jié)論為:在接觸表面粗糙程度相同時(shí),斜面傾角越小,越__________。
(3)分析第_________次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù),可知斜面機(jī)械效率與物體的重力無關(guān)。
(4)綜合分析表格中的信息,可知實(shí)際生活、生產(chǎn)中利用斜面工作時(shí),提高斜面機(jī)械效率的切實(shí)可行的措施是什么?
答案:__________________________________________________答案:
(1)0.60;83%
(2)省力
(3)2、3
(4)盡可能減少斜面的摩擦阻力
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一、滑輪
1、豎直提升重物的典型例題
例1、在小型建筑工地,常用簡易的起重設(shè)備豎直吊運(yùn)建筑材料,其工作原理相當(dāng)于如圖所示的滑輪組。某次將總重G為4000N的磚塊勻速吊運(yùn)到高為10m的樓上,用時(shí)40s,卷揚(yáng)機(jī)提供的拉力F為2500N。求在此過程中:(1)有用功;(2)拉力F的功和功率;(3)滑輪組的機(jī)械效率。
難點(diǎn)突破:所謂“有用功”,就是“對(duì)我們有用的功”。在利用定滑輪、動(dòng)滑輪、或者滑輪組沿豎直方向提升重物時(shí),我們的目的都是讓重物升到我們所需的高度。所以有用功就應(yīng)是滑輪鉤克服物體重力向上拉物體的力和物體在此力作用下升高的高度的乘積。根據(jù)二力平衡知識(shí),物體所受的重力和我們(滑輪鉤)克服物體重力向上拉物體的力應(yīng)是一對(duì)平衡力。再根據(jù)功的定義,功“等于作用在物體上的力和物體在力的方向上通過的距離的乘積”,所以,此時(shí)克服物體重力做的有用功就是“物重乘以重物上升高度”,即W有用=G物h物。而我們做的總功就應(yīng)是作用在繩子自由端的力和繩子自由端移動(dòng)距離的乘積。即W總=F繩S繩。機(jī)械效率η=W有/W總=G物h物/F繩S繩。在動(dòng)滑輪和滑輪組中,我們要注意S繩=nh物。
通過讀題,我們可以知道:G物=4000N,h物=10m,t=40s,F(xiàn)繩=2500N。另外,從圖上我們還可知,動(dòng)滑輪上有2段繩子,n=2。
正確解法:
(1)W有=G物h物=4000×10J=4×104J;
(2)W總=F繩S繩=F×2h物=2500×2×10J=5×104J,P=W/t=5×104J/40s=1.25×103W;
(3)η=W有/W總=4×104J/5×104J=80%。
2、水平拉動(dòng)重物的典型例題
例2、小勇用右上圖所示滑輪組拉著物體勻速前進(jìn)了0.2m,則繩子自由端移動(dòng)的距離為m。若物體與地面的摩擦力為9N,則他所做的功是多少?如果小勇對(duì)繩的拉力F=4N,該滑輪組的機(jī)械效率為多少?
難點(diǎn)突破:在使用定滑輪、動(dòng)滑輪、或者滑輪組沿水平方向勻速拉動(dòng)重物時(shí),物體在滑輪鉤的水平拉力下勻速移動(dòng)。我們的目的恰好也是讓物體在水平方向移動(dòng),所以我們做的有用功就滑輪鉤的拉力和物體在水平方向上移動(dòng)的距離L的乘積。因物體勻速直線運(yùn)動(dòng),根據(jù)二力平衡知識(shí),滑輪鉤的拉力和物體與地面的摩擦力是一對(duì)平衡力,即拉力與摩擦力相等。所以有做功可以這樣計(jì)算:W有用=fL。特別強(qiáng)調(diào)此時(shí)的有用功不是W有=G物h物??偣褪亲饔迷诶K子上的拉力F和繩子自由端移動(dòng)距離S的乘積。即W總=F繩S繩。所以機(jī)械效率η=W有/W總=fL/F繩S繩。
此題我們讀題不難知道f=9N,h物=0.2m,F(xiàn)繩=4N。另外從圖知,動(dòng)滑輪上有3段繩子,所以n=3;
正確解法:
(1)S繩=nh物=3×0.2m=0.6m
(2)W有=fL=9N×0.2m=1.8J
(3)η=W有/W總=fL/F繩S繩=1.8J/(4N×0.6m)=75%
二、斜面
例3、如圖所示,斜面長S=10m,高h(yuǎn)=4m。用沿斜面方向的推力F,將一個(gè)重為100N的物體由斜面底端A勻速推到頂端B。運(yùn)動(dòng)過程中物體克服摩擦力做了100J的功。求:(1)運(yùn)動(dòng)過程中克服物體的重力做的功;(2)斜面的機(jī)械效率;(3)推力F的大小。
難點(diǎn)突破:使用任何機(jī)械都不省功。斜面也不例外。我們使用斜面推物體時(shí),雖然省了力但費(fèi)了距離。如圖中S=10m﹥h=4m。不管我們使用斜面做了多少功,我們的目的只是把物體提到離地面一定高度的地方。所以我們做的有用功實(shí)際上就是克服物體重力向上提的力和物體被提高高度的乘積,即W有用=G物h物。因物體和斜面之間有磨擦,我們在推物體過程中還要克服摩擦力做100J的功。這個(gè)功不是我們所想要的,因此我們叫它額外功。額外功等于物體與斜面之間的摩擦力f與在斜面上移動(dòng)的距離L的乘積,即W額外=fL。推力F和物體在斜面上通過的距離S的乘積就是總功了。即W總=F推S斜面長。有用功加上額外功等于總功,即W總=W有用+W額外。一般我們用L表示斜面的長,h表示斜面的高,f表示物體與斜面之間的摩擦力,G表示物重,F(xiàn)表示沿斜面向上推(拉)物體的力。則機(jī)械效率η=W有/W總=G物h物/FL=G物h物/(G物h物+FL)。
此題中,已知斜面的長L=10m,斜面的高h(yuǎn)=4m,物重G=100N,W額外=100J。求W有用、斜面機(jī)械效率η、推力F。
正確解法:
(1)W有用=G物h物=100N×4m=400J;
(2)W總=W有用+W額外=400J+100J=500J,η=W有/W總=400J/500J=80%;
(3)F推=W總L斜面長=500J/10m=50N。
三、杠桿
例4.用一個(gè)杠桿來提升重物。已知?jiǎng)恿Ρ凼亲枇Ρ鄣?倍,物體重600N,手向下壓杠桿的動(dòng)力是210N,物體被提升20cm。求:(l)手壓杠桿下降的高度;(2)人做了多少總功;(3)人做了多少額外功;(4)杠桿的機(jī)械效率是多大。
難點(diǎn)突破:根據(jù)動(dòng)力臂是阻力臂的3倍,可知?jiǎng)恿σ苿?dòng)距離是物體上升高度的3倍,即S=20cm×3=60cm=0.6m。我們的目的是把重物提升20cm,因此,和使用豎直滑輪、斜面提升重物一樣,我們做的有作功應(yīng)是克服物體重力做的功,即W有用=G物h物。人做的總功等于手向下壓杠桿的動(dòng)力乘以動(dòng)力移動(dòng)的距離,即W總=FS。額外功等于總功減去有用功(W額外=W總﹣W有用),所以要先求有用功。杠桿機(jī)械效率等于有用功除以總功,即η=W有/W總=G物h物/(F動(dòng)力S動(dòng)力移動(dòng))。
通過讀題,我們可以知道,S動(dòng)力移動(dòng)=0.6m,G物=600N,F動(dòng)力=210N,h物=20cm.我們要求:手壓杠桿下降的高度S動(dòng)力移動(dòng)、人做的總功W總、人做的額外功W額外、杠桿的機(jī)械效率η。
正確解法:
(1)物體上升高度h=20cm=0.2m,動(dòng)力移動(dòng)距離:S動(dòng)力移動(dòng)=3h=3×0.2m=0.6m;
(2)人做的總功:W總=FS=210N×0.6m=126J;
(3)W有用=G物h物=600N×0.2m=120J,W額=W總-W額=126J-120J=6J;
(4)η=W有/W總=120J/126J=95.2%。
九年級(jí)物理《機(jī)械效率》知識(shí)點(diǎn)復(fù)習(xí)蘇科版
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一、機(jī)械效率意義
(1)機(jī)械效率是反映機(jī)械性能的優(yōu)劣的重要標(biāo)志之一。總功等于有用功與額外功之和,因而有用功只占總功的一部分。顯然,有用功所占比例越大,機(jī)械對(duì)總功的利用率就越高,機(jī)械的性能就越好。物理中,用機(jī)械效率來表示機(jī)械對(duì)總功得了利用率。
(2)在計(jì)算機(jī)械效率時(shí),注意物理量名稱所表示的意義。總功:即動(dòng)力對(duì)機(jī)械所做的功,稱之為動(dòng)力功,也叫輸入功。理想機(jī)械:W總=W有用,W輸入=W輸出,W動(dòng)=W阻。實(shí)際機(jī)械:W總=W有用+W額外,W輸入=W輸出+W額外,W動(dòng)=W有用阻力+W無用阻力。
二、機(jī)械效率公式
η=W有/W總η=P有/P總
(在滑輪組中η=G/Fn)
(1)η=G/nF(豎直方向)
(2)η=G/(G+G動(dòng))(豎直方向不計(jì)摩擦)
(3)η=f/nF(水平方向)
三、機(jī)械效率知識(shí)點(diǎn)
1、有用功——W有用:使用機(jī)械時(shí),對(duì)人們有用的功叫有用功。也就是人們不用機(jī)械而直接用手時(shí)必須做的功。在提升物體時(shí),W有用=Gh。
2、額外功——W額外
(1)使用機(jī)械時(shí),對(duì)人們沒有用但又不得不做的功叫額外功。
(2)額外功的主要來源:①提升物體時(shí),克服機(jī)械自重、容器重、繩重等所做的功。②克服機(jī)械的摩擦所做的功。
3、總功——W總:
(1)人們在使用機(jī)械做功的過程中實(shí)際所做的功叫總功,它等于有用功和額外功的總和。即:W總=W有用+W額外。
(2)若人對(duì)機(jī)械的動(dòng)力為F,則:W總=Fs
4、機(jī)械效率——η
(1)定義:有用功與總功的比值叫機(jī)械效率。
(2)公式:η=W有用/W總。
(3)機(jī)械效率總是小于1。
(4)提高機(jī)械效率的方法①減小摩擦,②改進(jìn)機(jī)械,減小自重。
課后習(xí)題
用動(dòng)滑輪將重為80牛的物體勻速提升2米,拉力做功200焦.不考慮繩重和一切摩擦.
(1)求此時(shí)動(dòng)滑輪的機(jī)械效率;
(2)如果該動(dòng)滑輪勻速提升200牛的重物,拉力的功率為11瓦,則重物上升的速度是多大?
答案:
(1)機(jī)械效率=W有/W總*100%=80*2/200=80%
(2)根據(jù)機(jī)械效率=W有/W總*100%=Gh/Fnh*100%=G/Fn得
Fn=G/機(jī)械效率
代入得F=250/3N
根據(jù)P=FV得
V=33/250=0.132m/s
機(jī)械效率
教案課件是每個(gè)老師工作中上課需要準(zhǔn)備的東西,是認(rèn)真規(guī)劃好自己教案課件的時(shí)候了。只有規(guī)劃好了教案課件新的工作計(jì)劃,才能促進(jìn)我們的工作進(jìn)一步發(fā)展!你們知道多少范文適合教案課件?考慮到您的需要,小編特地編輯了“機(jī)械效率”,供您參考,希望能夠幫助到大家。
11.5機(jī)械效率
【教學(xué)目標(biāo)】
1.明確機(jī)械效率是描述做功效率的物理量。250g)在三種情況中均被提高1米,各種情況機(jī)械做的有用功均為_____,由此可判斷出_______圖的機(jī)械效率最大。(g取10N/Kg)
【課堂反饋】(見學(xué)生活動(dòng)單)【作業(yè)布置】(見學(xué)生活動(dòng)單)
【教學(xué)反思】