資源簡介

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第4節 簡單機械（第5課時）
考試這樣考
題型一　機械效率的概念
角度1：判斷有用功、額外功和總功
1.李玲同學值日時用水桶提水從一樓上到三樓，她做的有用功是 (　　)
A.對桶所做的功 B.對水所做的功 C.對水和桶所做的功 D.對水、桶和人所做的功
角度2：機械效率的含義
2.如圖的剪刀剪紙機械效率為80%，這表示（　　）
A.若作用在剪刀的動力做功2J，則有1.6J的功用于剪紙
B.若作用在剪刀的阻力是2N，則動力是1.6N
C.若作用在剪刀的動力做功2J，則有0.4J的功用于剪紙
D.若作用在剪刀的動力是2N，則阻力是1.6N
角度3：利用機械省力與機械效率的關系
3.如圖所示，物理興趣小組分別用甲、乙兩個滑輪組勻速提起質量相同的物體，不計繩重及
摩擦。若每個滑輪質量相同，對比兩個滑輪組，下列說法正確的是（ ）
A.甲更省力，甲機械效率大 B.乙更省力，機械效率一樣大
C.乙更省力，乙機械效率大 D.甲更省力，機械效率一樣大
角度4：提高機械效率的方法
4.如圖所示使用滑輪組提升重物時，能夠提高機械效率的方法是（ 　）
A.改變繞繩的方式 B.增加物體的提升高度
C.減少物體的提升高度 D.增加提升物的物重
角度5：有關機械效率的綜合
5.如圖所示，用滑輪組提升重物時，重800 N的物體在10 s內勻
速上升了1 m。已知拉繩子的力F為500 N，則提升重物的過
程中(　　)
A.總功是800 J B.有用功是800 J
C.拉力F做的功是500 J D.滑輪組的機械效率是60%
角度6：機械功率和機械效率
6.關于功率和機械效率，下列說法正確的是( )
A.效率高的機械，功率一定大 B.做功時間長的機械，功率一定大
C.所有機械的機械效率都小于 1 D.功率大的機械，做功一定多
題型二　探究斜面的機械效率
角度1：斜面的機械效率
7.如圖所示，在探究“斜面的機械效率”的實驗中，以下說法正確的是（　　）
A.用彈簧測力計沿斜面向上拉木塊時，不要求勻速
B.斜面的傾斜程度影響斜面的機械效率
C.物體的重力影響斜面的機械效率
D.斜面的傾斜程度越大，沿斜面所用的拉力越小
角度2：利用斜面的作用
8.人們騎自行車上坡時,往往在斜坡上走“S”形路線,這樣做是為了 (　　)
A.提高速度 B.提高機械效率 C.省功 D.省力
類型三 學科綜合
9.圖示滑輪組，在2s內將物重G為1000N的物體沿水平方向勻速移動0.8m，所用水平拉力F為300N，物體受到水平地面的摩擦力f為400N。在此過程中，說法正確的是（　　）
A.物體受到的拉力為600N B.拉力F的功率為120W
C.繩子自由端沿水平方向移動的速度為l.2m/s
D.滑輪組的機械效率為66.7％
類型四 拓展創新
10.某實驗小組利用圖示裝置研究杠桿的機械效率，實驗的主要步驟如下：①將杠桿的O點懸掛，能自由轉動，在A點懸掛總重為9牛的鉤碼，在B點用彈簧測力計豎直向上拉，使杠桿保持水平靜止。其中AO＝10厘米，AB＝20厘米。②豎直向上拉動彈簧測力計緩慢勻速上升(保持O點位置不變)，在此過程中彈簧測力計的讀數為
3.75牛。回答下列問題：
（1）杠桿靜止時，若杠桿自重和摩擦不計，彈簧秤示數應為_____。
（2）杠桿緩慢轉動時，其機械效率為多少？
（3）若只將鉤碼的懸掛點由A移至C點，O和B位置不變，仍將鉤
碼提升相同的高度(不計摩擦阻力)，則杠桿的機械效率將
________(填“變大”“變小”或“不變”)。
能力提升訓練
1.如圖所示,斜面長3 m,高0.6 m,建筑工人用繩子在6 s內將重500 N的物體從斜面底端沿
斜面向上勻速拉到頂端,拉力是150 N(忽略繩子的重力)。則下列說法正確的是 (　　)
A.物體受到的摩擦力是50 N
B.拉力的功率是50 W
C.拉力所做的功是300 J
D.斜面的機械效率是80%
2.如圖所示，A物體受到的重力是100N，在拉力F的作用下，能以 0.2m/s 的速度在水平地
面上向左做勻速直線運動，已知拉力F= 5N，滑輪組的機械效率為80%，則下列說法正確
的是( )
A.拉力F的功率是1W
B.2s內繩子自由端移動的距離是1.4m
C.5s內拉力F所做功的大小是20J
D.物體A受到水平地面的摩擦力大小是12N
3.如圖，這是一種塔式起重機，已知起重機上的滑輪組在勻速起吊330kg的物體時，滑輪組的機械效率是60%，g取10N/kg。下列分析和計算錯誤的是（ )
A.起重機的吊臂A0B可視為杠桿
B.增加起吊物體的質量，滑輪組的機械效率將減小
C.物體上升 2m，滑輪組所做有用功是6.6×103J
D.物體上升2m，滑輪組所傲總功是1.1×104J
參考答案
考試這樣考
1.B 2.A 3.B 4.D 5.B 6.C 7.B 8.D 9.D 10.（1)3N(2)80%(3)變大
能力提升訓練
1.A 2.D 3.B
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第4節 簡單機械
（第5課時）
浙教版 九年級上
教材解析
【核心概念】
4.能的轉化與能量守恒
【學習內容與要求】
4.1 能的形式、轉移與轉化
④知道常見的簡單機械（杠桿、滑輪、輪軸、斜面等）的特點，并用它們解釋一些生活實例。
能正確判斷和計算有用功、額外功和總功；使用機械不能省功； 進行機械效率簡單計算。
創設情境
機械的使用給人們的工作帶來許多方便。
如果從功和能的角度分析，卻會發現在使用機械時，我們做了一些不需要做的功。那么怎樣才能減少不需要做的功，增大需要做的功來提高機械的工作效率呢
使用簡單機械的作用
省力
省距離
改變力的方向
探究實踐
活動
通過一動滑輪用60 牛的拉力提起重為100牛的重物，使重物提高2米。
（1）拉力做多少功？
（2）如用手直接提起做功多少？
W手=Gh=100N×2m=200J
W用機械=Fs=60N×4m=240J
為什么利用實際機械做的功大于不用機械直接用手做的功呢 ？
解：s=2h=2×2m=4m
s

h
=2h
F=60N

G物=60N
克服動滑輪自身的重力和動滑輪上的摩擦力做一定量的功。
探究實踐
動滑輪提起重物的做功情況：
W手=Gh
=100N×2m=200J
W用機械=Fs
=60N×4m=240J
W ＝G1h，是提升重物過程中必須要做的功，這部分功叫做有用功。
利用機械時，非我們需要但又不得不額外做的功叫做額外功。
W=Fs，是人的拉力F（動力）對動滑輪（機械）所做的功，叫做總功。
總功必定大于有用功，利用任何機械都不能省功。
W總=W有用+W額外
探究實踐
請計算出有用功、額外功和總功分別是多少？
3米
3米
3米
砂子重 100牛 桶重 20牛
體重 400牛 口袋重5牛
當滑輪重 10牛
探究實踐
他對砂子做功:
他對空桶做功：
克服自身重力做功:
對人們有用必須做的功
把沙子運上三樓
并不需要做但又不得不額外做的功
他的目的是：
手提水桶提砂子做功：
600J
120J
2400J
3120J
=2520J
總功
有用功
額外功
砂子重100牛
體重 400牛
桶重 20牛
3米
3米
3米
探究實踐
他對砂子做功:
他對空桶做功：
克服動滑輪重力做功:
對人們有用必須做的功
他的目的是：
把沙子運上三樓
并不需要做但又不得不額外做的功
動滑輪提水桶提砂子做功：
780J
600J
120J
60J
=180J
總功
有用功
額外功
沙子重 100牛
動滑輪重10牛
桶重 20牛
3米
3米
3米
探究實踐
他對砂子做功:
他對口袋做功：
克服動滑輪重力做功:
對人們有用必須做的功
他的目的是：
把沙子運上三樓
并不需要做但又不得不額外做的功
動滑輪提口袋提砂子做功：
690J
600J
30J
60J
=90J
總功
有用功
額外功
沙子重 100牛
動滑輪重10牛
口袋重 5牛
3米
3米
3米
探究實踐
思考與討論
1．在用動滑輪提升重物的過程中，除了克服動滑輪自重和摩擦力所做的額外功外，還需要做哪些額外功？你希望額外功大一些還是小一些？
他對空桶和口袋做功是額外功。
希望少做額外功，多做有用功。
探究實踐
思考與討論
2．請從功是能量轉化的量度的角度，對有用功、額外功和總功進行分析。怎樣描述機械工作時能量的利用率？
總功= 人提供的能量
有用功= 重物增加的勢能
動滑輪增加的勢能
額外功= +
摩擦產生的內能
有用功在總功中所占的比例越大，說明機械工作時能量的利用率越高。
有用功跟總功的比值叫做機械效率（ η）
η=
W有用
W總
×100%
探究實踐
起重機的機械效率是60%,它表示什么意思？
使用起重機提升重物時所做的有用功跟總功的比值是60%，也可以說有用功在總功中占有60%，另外的40%是額外功。
一般情況下：
滑輪組的機械效率為50%~70%
起重機的機械效率為40%~50%
抽水機的機械效率為60%~80%
思考與討論
機械效率是表示機械性能的一項重要指標。
機械效率越高，機械的性能越好。
探究實踐
請計算三種提沙方法中的機械效率η分別為多少？
19.2%
76.9%
87.0%
使用機械有額外功，有用功總小于總功，所以 η 1。
探究實踐
減輕動滑輪自重
減小滑輪轉軸間的摩擦力
增加提升的物重
減輕繩重
減小
額外功
增大
有用功
機械效率的高低與是否省力、具體做功的多少、物體被提升的高度等無關。
在使用機械時，總是盡可能提高機械效率。提高機械設備的機械效率有著重要的現實意義。
探究實踐
機械功率 機械效率
定義
公式
單位
意義
單位時間內完成的功
有用功跟總功的比值
P=
W
t
η=
W有用
W總
×100%
瓦
是比值，沒有單位
描述機械做功的快慢
衡量機械能量利用的效率
機械功率與機械效率有什么區別？
思考與討論
探究實踐
你是否看到過如圖所示的搬運貨物的情景？
斜放的平板構成了一個斜面，利用斜面可以更省力地將貨物從低處搬運到高處。
斜面是一種可以省力的簡單機械。
請用字母表示W有用、W總、W額外、η。
W有用=Gh
W總=Fs
W額外=fs
η=
Gh
Fs
×100%
斜面作為一種簡單機械，使用時也同樣存在著一個效率高低的問題。
探究實踐
活動
1．如圖3-52 所示，將 1 塊長木板的一端墊高，構成一 個斜面，用刻度尺測出斜面的長 s 和斜面的高度 h。
2．用彈簧測力計測出小車的重力。
3．用彈簧測力計沿著斜面把小車從斜面底端勻速拉到頂端，讀出彈簧測力計的讀數。
4．改變斜面的傾斜程度，重復上述步驟 2 次。
5．將測量結果記錄在下面的表格中。
探究實踐
測量斜面的機械效率
斜面的傾斜 程度 小車 重力 G （牛） 斜面 高度 h （米） 沿斜面 拉力 F （牛） 斜面長 s （米） 有用功 W有用（焦） 總功 W總（焦） 機械效率
η
較緩
較陡
最陡
結論：對光滑程度相同的斜面，斜面的傾斜程度越大，斜面的機械效率越高。
探究實踐
當斜面的傾斜程度一定，機械效率與何因素有關？
與斜面的光滑程度有關。
木板
鋪棉布
斜面越粗糙，摩擦力越大，克服摩擦做功越大，機械效率越小。
探究實踐
1.右圖說明了什么？
同一物體升高相同的高度，斜面越長越省力。
2.為什么盤山公路要做得彎彎曲曲
光滑程度相同的斜面，斜面的傾斜程度越小，越省力。
增大了斜面長，使斜面的傾斜程度小，省力。
思考與討論
課堂小結
W有用=G物h
W總=Fs
W有用=fs物
利用斜面可以省力
相同光滑程度，斜面的傾斜程度越大，斜面的機械效率越高
相同傾斜程度，斜面越粗糙，斜面機械效率越小
遷移應用
2.用滑輪組提升重物,可以提高滑輪組機械效率的方法是（ ）
A. 改變繞繩方法 B. 增加重物提升高度
C. 減少重物提升高度 D. 增加物重
D
1.下列說法正確的是（　 ）
A.機器效率的機械，功率一定大。
B.做功時間長的機械，功率一定小。
C.功率大的機械，做功一定多。
D.所有機械的機械效率都小于1。
D
遷移應用
解：
答：有用功是1800J，總功是2160J，機械效率是83.3%。
4.用一動滑輪將重200N的砂子提到9m高的腳手架上，所用力是120N，求有用功、總功、機械效率各是多少？
W有用=Gh=200N×9m=1800J
W總=Fs=120N×18m=2160J
η=
W有用
W總
×100%
1800J
2160J
=
≈ 83.3 % 。
板書設計
第4節 簡單機械（第5課時）
斜面的機械效率跟坡度和光滑程度有關
謝謝
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第4節 簡單機械（第5課時）
【核心概念】
4.能的轉化與能量守恒
【學習內容與要求】
4.1 能的形式、轉移與轉化
④知道常見的簡單機械（杠桿、滑輪、輪軸、斜面等）的特點，并用它們解釋一些生活實例。
【教學目標】
1.科學觀念:能正確判斷有用功、額外功和總功；識記機械效率的公式；知道斜面是一種簡單機械；知道機械功率與機械效率的區別。
2.科學思維:會應用公式進行簡單計算。
3.探究實踐:在實驗中,分析總結簡單機械的效率。
4.態度責任:通過學習,體會提高機械效率對節約能源和促進社會發展的重要意義。
【教學思路】本課時主要學習有用功、額外功、總功和機械效率四個概念。機械效率等于有用功跟總功的比值,總功等于有用功和額外功之和。本課時還介紹了斜面這種簡單機械,利用斜面的主要目的是省力。
【教學過程】
教學環節 教學活動 設計意圖
創設情境，明確問題 機械的使用給人們的工作帶來許多方便。 如果從功和能的角度分析，卻會發現在使用機械時，我們做了一些不需要做的功。那么怎樣才能減少不需要做的功，增大需要做的功來提高機械的工作效率呢 承上啟下引入課題。
有用功、額外功、總功 [情景展示] [問題探究] 結合圖片內容請你猜想,在利用動滑輪提升重物的過程中做了哪些功 [思考交流] [歸納提升] 利用動滑輪把重為G的物體提升h高度要做的功為W=Gh,這是人們提升重物過程中必須要做的功,這部分功叫作有用功。在提升重物的過程中,由于動滑輪本身也受到重力作用,以及動滑輪的轉軸上存在摩擦力,因此,必須克服動滑輪自身的重力和動滑輪上的摩擦力做一定量的功,這部分功是并非我們需要但又不得不額外做的功,叫作額外功。有用功與額外功之和為總功。 可結合計算，讓學生主動發現問題。便于理解總功、有用功和額外功。
機械效率 [情景展示] [問題探究] 圖片中,提升100 N沙子的三種方法中,你選哪種 為什么 [思考交流] [歸納提升] 三種方法中做的有用功相同都是600 J,而第一種方法做的總功為:(400 N+100 N)×6 m=3000 J;第二種方法做的總功為:(100 N+10 N+20 N)×6 m=780 J;第三種方法做的總功為:(100 N+10 N+5 N)×6 m=690 J。由于第三種方法做的有用功在總功中所占的比例大,或者說機械工作時能量的利用率高,因此選第三種方法。科學上把有用功跟總功的比值叫作機械效率。用W總表示總功,用W有用表示有用功,用η表示機械效率,那么η=×100%。 [繼續探究] 機械效率是表示機械性能的一項重要指標,那么,如何提高機械效率呢 [思考交流] [歸納提升] 減少機械自重、機械間的摩擦等,減小額外功;也可以在額外功一定時,增大有用功。 要明確有用功和總功兩個概念,特別是有用功 鞏固和理解總功、有用功和額外功，認識能量的利用效率。
斜面的機械效率 [情景展示1] [問題探究] 斜放的平板構成了一個斜面,斜面也是一種簡單機械,利用它可以更省力地將貨物從低處搬運到高處。你能總結斜面的特點嗎 [思考交流] [歸納提升] 省力,費距離。 [情景展示2] [問題探究] 斜面作為一種簡單機械,使用時也同樣存在著一個效率高低的問題,那么通過測量斜面的機械效率,你能得出什么結論呢 [思考交流] [歸納提升] 光滑程度相同的斜面,斜面的傾斜程度越大,斜面的機械效率越高。
課堂小結
板書
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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