初 二 物 理(第38周)功简单机械.doc

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1、初二物理（第38周）【教学内容】初中物理第一册第十四章功内容包括第三节机械效率第四节测定滑轮组的机械效率第五节功率【教学目标】1、知道什么是有用功、额外功和总功，知道什么是机械效率，了解提高效率的重要性及途径。2、理解功率的概念和计算公式，知道功率的单位，能利用功率的公式进行简单的计算。【知识讲解】1、机械效率：功的原理告诉我们：使用机械时，人们所做的功，都等于不用机械而直接用手所做的功。这个结论对于理想机械才是正确的。理想机械是指一切额外阻力（摩擦力、机械本身重力等）都等于零的机械。而实际上各种机械工作时都有额外阻力存在，如摩擦力

2、和机械本身的重力。这样就带来了新的问题，即人们在使用机械时对机械所做的功与直接用手做的功不相等。这就要提出新的概念：有用功、额外功与总功。①有用功（W有），额外功（W额）、总功（W总）利用机械工作时，机械克服有用阻力所做的功叫做有用功。如果在竖直方向上提高物体，有用功就是机械对物体所做的功，一般情况下，W有=G·h，如在水平方向移动物体时W有=f·S（即克服被移动物体受到的摩擦力所做的功）。机械克服额外阻力所做的功叫做额外功。额外功一般是指克服机械之间的摩擦所做的功和克服机械本身重力所做的功。总功：是指动力对机械所做的功。总功等于有

3、用功与额外功之和。W总=W有+W额如何判别有用功、额外功和总功。我们可以从机械做功的目的去分析。例如，要从井里把水打上来，就必须用水桶，在这个做功过程中，克服水的重力做的功是达到目的的，是有用功，但把水提上来的同时也把水桶提上来了，因此对水桶做的功就是额外功，这些功都是人所做的。所以人所做的功为总功，可见总功应等于有用功和额外功之和。②机械效率有用功跟总功的比值，叫做机械效率。如果用表示机械效率，则或，。由于W有总小于W总。因此使用任何机械时，它的机械效率总是小于1，通常用百分数表示，并且机械效率是没有单位的纯数字。机械效率的高低是

4、机械优劣的标志之一，与使用机械是否省力，省力多少无关。机械效率对某一机械来说不是固定不变的，而是随负载的增大而增大。例如，用同一个动滑轮按甲、乙两图所示情况提起重物，并提到相同高度时，图乙的机械效率就比甲图的机械效率大。因为两图中的额外功相等（主要是克服动滑轮自重做的功），而有用功是乙图比甲图多，因此乙图中有用功在总功中占的百分比要比甲图大，所以乙图中的机械效率比甲图大。由此可知，在使用滑轮组时影响其机械效率的因素主要是动滑的重及提升重物重力的大小，提升的重物的重力一定时，动滑轮个数越多，其总重越大，机械效率也就越低，同一个滑轮组，

5、提升的重物越重，其机械效率就越高。提高机械效率的主要方法一是改进机械结构，减少机械自重，二是经常保养，定时润滑。2、功率功率是表示做功的快慢的物理量。功率的大小，只表示做功的快慢，而不能表示做功的多少。因为做功快慢决定于做功的多少和做这么多的功所用的时间长短两个因素，做功多，功率不一定大，做功少，功率不一定小。所以人们把单位时间内所做的功叫做功率。如果用P表示功率，W表示功，t表示时间，则。使用该式计算功率时，必须注意W和t的对应关系。W为在t时间内所做的功，而t为做W这么多的功所用的时间。公式可变形为，式中F为做功的力而v为速度，

6、如果物体做匀速直线运动，v就为物体的运动速度，如果变速直线运动，v则为平均速度。这个公式是功率的导出公式，它表示了功率、力和速度三者之间的相互关系，它告诉我们，当机器的功率一定时，减小速度可以增大牵引力，反之，增大速度就会使牵引力减小。例如：汽车上坡时，汽车司机往往降低车速，以增大牵引力来克服上坡时所遇到的较大的阻力。功率的国际单位是瓦特，简称瓦，符号是W，1瓦=1焦/秒=1牛·米/秒。1瓦的意义表示1秒钟内做功为1焦耳，其功率为1瓦。例1、用图示的滑轮组把2000牛的重物提高2米，所用拉力为625牛，求总功、有用功，该滑轮组的机械

7、效率以及动滑轮的重力（摩擦不计）分析：动力对机械所做的功为总功，即W总=FS，据滑轮组知识可知：动滑轮和物体的总重由几段绳子承担，绳端所通过的距离为物体升高距离的几倍，即s=nh；该滑轮组克服的有用阻力大小等于物重G，∴W有=Gh；在摩擦不计时，克服动滑轮重力所做的功为额外功，W额=W总-W有=G动·h，因动滑轮升高的高度与物体升高的高度相同。已知：G=2000牛，h=2米，S=4h=8米，F=625牛求：W总，W有，，G动解：W总=F·S=625牛×8米=5000焦W有=Gh=2000牛×2米=4000焦本题求动滑轮重还有另一种方

8、法，即把该滑轮组当作理想机械，用它来提起2000牛重物时，绳端所需拉力，可用功的原理求得,,而实际绳端拉力为625牛,则每段绳子多承担了△F=F-F＇=625牛-500=125牛，所以动滑轮重G动=4△F=4×125牛=500牛。答：