八年级物理提高机械的效率上海科技版知识精讲.doc

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1、初二物理提高机械的效率上海科技版【本讲教育信息】一.教学内容：提高机械的效率基本要求：1.理解机械效率。2.在实验探究过程中，要提高我们设计实验、收集实验数据、从实验中归纳科学规律等能力。3.在思想教育方面，要求我们要尊重实验事实，树立学好机械效率的自信心。二.重点、难点重点内容：对机械效率的理解。难点内容：有关机械效率的实际问题。主要内容讲解：1.机械效率的引入在上周的课中，我们曾讲过“功的引入”，照下图那样，利用杠杆提起砝码。将砝码重G、计算得出动力——手的拉力F（根据杠杆原理），以及测出的砝码升高的距离h和手移动的距离S，填入下表，算出直接用手将砝码提高h所做的功

2、W1＝Gh和使用杠杆把它提高h所做的功W2＝FS。再照上图那样利用动滑轮提起砝码，将砝码重G、计算得出动力——手的拉力F（根据动滑轮省一半力），以及测出的砝码升高的距离h和手移动的距离S，也填入表中，算出直接用手将砝码提高h所做的功W1＝Gh和使用动滑轮把它提高h所做的功W2＝FS。将实验数据及计算结果填入表中。比较上述两个实验的数据，我们发现：使用任何机械都不省功。这个结论叫做功的原理。而如果我们实际操作这个实验，也就是动力由我们去实际测量，而不由计算得出。这样我们会发现实际所用的动力都要比计算出的动力要大，动力所做的功比不用机械而直接用手所做的功要多。这是为什么呢？

3、原来机械本身有重力，而且有许多地方存在摩擦，所以必定要使实际用力比计算的力要大，从而导致动力所做的功比不用机械而直接用手所做的功（机械对物体所做的功）要多，浪费了一些功。这并不违反功的原理，因为功的原理是说使用机械不省功，当然可能是费功了。我们不测量而是计算动力、动力所做的功时，是将机械看成了理想的机械。所谓理想机械就是机械自身重可以忽略不计，且各处光滑均无摩擦的机械。而事实是我们所使用的机械都不是理想机械，必定要费功，而我们总是希望完成一件任务，费的功越少越好了。从另外一个角度来说，我们使用简单机械，实际是人对机械做功，而在这个过程中，机械再对物体做功。这就像一个输入

4、和输出的过程，在这个过程，输出的功总是少于输入功，或者说功在这个输入和输出的过程中有损失。这是不可避免的。所以人们想尽一切办法减少这种输入输出过程中的损失。而不同的机械在做功的过程中对功的损失程度是不同的，所以对功的损失程度也反映了机械性能的好坏。2.三种功要把重100N的沙子运上三楼，下图中画了三种方法，哪种方法更好呢？要比较三种方法的优劣，这就要知道我们要完成一个什么样的任务，完成这样一个任务后，我们最少要做多少功；最后我们是怎样来完成这个任务的，一共做了多少功。只有这样我们才能比较三种方法的优劣。我们的目的是运沙子上楼，所以把重100N的沙子提高6m是我们必定要完

5、成的，那把重100N的沙子提高6m所做的功是我们完成这个任务所必不可少的，在物理学中将完成一项任务所必不可少的功叫做有用功，用“W有”来表示，这是在上题中无论采取哪种运法都必须做的功。有用功实际就是不用任何机械，人直接用手完成它所做的功；或者是机械对物体所做的功。图中的有用功是W有＝Gh＝600J。沙子要装在桶里或口袋里，桶或口袋要由人或动滑轮提到楼上，所以要完成运沙子的有用功，还不得不做功把桶或口袋、人或动滑轮提高6m，这部分并非我们需要但又不得不做的功在物理学中称之为额外功，用“W额”来表示。这部分功主要来自于机械自身的重力、摩擦等因素。图中三种办法的额外功分别是2

6、520J、180J、90J。而在完成这个任务时，人所总共要做的功叫做动力功，也叫总功，用“W总”来表示。总功实际就是人对机械所做的功。所以总功必定等于有用功与额外功之和。要求同学们能根据不同的情况分析哪些是有用功，哪些是额外功。例如：用水桶从井中提水的时候，人克服水的重力所做的功就是有用功，而克服水桶和绳子的重力所做的功就是额外功；如果桶掉到井里，从井里捞桶的时候，捞上的桶里带了一些水，这种情况下对水桶所做的功就是有用功，而对水和绳子所做的功就是额外功。3.机械效率任何机械本身都受到重力作用，相对运动的零件间又存在摩擦，所以使用任何机械，除了做有用功外，都不可避免地要做

7、额外功。但是我们总想完成相同的任务时尽量少的做额外功，或者说尽量少的做总功，但总功的数量不可能比有用功还少，如果是那样的话就不可能完成任务。性能好的机械将人所做的总功转化为有用功的比例较大，性能差的机械对总功的转化比例较小。总功转化成有用功的比率反映了机械性能的好坏。为了描述机械性能的好坏在物理学中引入了机械效率这个物理量。如果人对甲机械所做的总功为100J，而它转化成的有用功是60J，那么这台机械对功的转化效率就是60%；乙机械所做的总功也是100J，而它转化成的有用功是50J，这台机械对功的转化效率就是50%。由此看来，甲机械的性能比