沪科版八年级全一册物理：10.5机械效率导学案(2)

图2 班级 组别 组内评价 教师评价
10.5机械效率导学案（2）
学习目标：
1、理解影响机械效率的因素。

2、在实验探究过程中，培养学生设计实验、收集实验数据、从实验中归纳科学规律能力。

3、在思想教育方面，要求学生尊重实验实事，树立学好机械效率的自信心。

学习难点：机械效率的理解及应用。

学习重点：机械效率的理解及应用。

学习方法：自主实验探究、合作学习。

自主学习：
一、温故知新。

1．机械效率：（1）定义_____________________________________________________________。

（2）公式：______________________。

2．滑轮组的机械效率推导公式：______________________；______________________。

二、自主预习。

1. 如何比较机械效率的高低？ 机械效率由___________和___________两个因素共同决定，比较机械效率高低时不能只考虑其中一个因素。

当总功一定时，机械做的_____________或__________________，机械效率就越高；当有用功一定时，机械所做的_________________或________________，机械效率就越高；当额外功一定时，机械所做的_____________或__________________，有用功在总功中所占的比例就越大，机械效率就越高。

2．提高机械效率的方法（1）________________①______________________；②______________________；
（2）________________________________________。

三、合作解疑
1．影响滑轮组机械效率的因素。

学习器材;动滑轮、钩码、铁架台、弹簧测力计、细线
实验：按如图1所示的方式组装好滑轮组，并使用滑轮组提起相应的重物，将三次实验数据填写名称 拉力 F/N 弹簧测力计上 升的距离s/m 总功 W 总/J 钩码重 G/N 钩码上升 高度h/m 有用功 W 有/J 机械 效率η
甲
乙
丙
1．同一滑轮组，____________越大，机械效率越大，（这是因为在提升重物时，物体越重，所做的有用功越多，有用功在总功中所占的比例就越大，机械效率越高。

）所以滑轮组可以增大___________，提高机械效率。

2．相同载重的情况下，________________重力越小，机械效率越高，所以减小滑轮组中____________，减小额外功占总功的比例，提高机械效率。

3．改进机械结构，在滑轮的转轴上加润滑油，以减小___________，减小额外功占总功比例，提高机械效率。

注意：在“测滑轮组的机械效率”的实验中，要匀速竖直向上拉弹簧测力计且在拉动过程中读数。

①如果不是匀速地拉，弹簧测力计示数忽大忽小，则W 总偏大偏小，且滑轮组对钩码的拉力不等于钩码的重力，则W 有偏大偏小，由η＝W 有/W 总算出的机械效率偏大偏小．
②如果向下拉，弹簧测力计由于弹簧的自重而导致示数F 偏小，η偏大
③如果在弹簧测力计静止时读数，由于滑轮和轴之间没有摩擦，则读数F 偏小，η偏大．
例1：安阳四中八年级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，实验装置如下图2所示
2是用______图做的实验，请将表中空白处填上恰当的数据。

(2)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，滑轮组的机械效率___________
(3)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． 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% 甲 乙 丙 图1 图4
乙
甲 图1 例2．探究斜面的机械效率。

如图3所示，该实验器材有：木板斜面、毛巾、棉布、小车、________和________。

(1)研究斜面的机械效率与斜面光滑程度的关系：
在实验过程中，应选用三个________相同而________不同的斜面进行实验，只有这样才能
得出斜面的机械效率与斜面光滑程度的关系.
实验中需要测出的物理量有：小车的重力，斜面的________及斜面的________，小车在三个不同斜面向上________运动时的三个拉力的大小.最后计算出有用功和总功，从而算出不同斜面的机械效率.结论：___________________________________________.
(2)研究斜面的机械效率与斜面倾斜程度的关系：
在此实验中，应选用三个________相同而________不同的斜面进行实验，测出不同斜面的________和小车在不同斜面上________运动时的拉力大小.通过计算，最后得结论：_________________________________________________________________.
(3)该实验说明斜面的机械效率与斜面的_______________和_________________有关.
四、合作解疑
1．实验探究：使用机械省功吗？
实验：如图1甲所示用弹簧测力计将物体A 提升0.2m ；如图1乙所示用弹簧测力计并借助一只动滑轮将同样物体A 提升0.2m 。

将实验数据填入实验表格。

比较弹簧测力计两次所做的功，一样吗？ 实验后回答：使用机械时，会有_______________等有利因素，但由于机械本身___________，以及__________等因素，所以要做更多的功。

由实验数据可知:直接提升物体时Gh=FS ，使用动滑轮时Gh_____FS 。

探究归纳：使用机械不省_________。

提高机械效率的主要办法与物体一般的机械效率:
1.减少机械自重.
2.减少机械的摩擦等来减小额外功.
3.在额外功一定时,增大有用功.
4.改进结构，使它更合理、更轻巧.
5.在使用中按照技术规程经常保养，定时润滑，使机械处于良好的运转态，
【展示交流1】
1、芳芳和兰兰运用如图所示的实验装置测定了滑轮组的机械效率，在全班交流实验结果时，老师提出：如果各组所用滑轮和串绕绳子的方式不变，改变其他因素，是否会影响它的机械效率呢？大家积极思考，提出了各种上猜想，概括起来有如下几种：猜想1：可能与匀速提升的速度大小有关；猜想2：可能与被提升的钩码重有关；猜想3：可能与被提升的速度大小和被提升的钩码重都有关；猜想4；可能与匀速提升的高度有关。

芳芳和兰兰分别根据各自的猜想进行了探究，实验记录如下表。

(1)请帮助兰兰完成表中的一项计算；(2)请根据她俩的实验记录，分别在表中写出探究结果。

(3)归纳她俩的实验探究，你所得的结论是： 。

2、斜面的高是1 m ，长是4 m ，把重1500 N 的物体沿斜面推上去所用的推力是500 N ，求：斜面的机械效率是多大？
3.工人用如图所示的滑轮组将一重400N 的物体匀速提起，若滑轮组的机械效率为80%，忽略一切摩擦及绳的伸长，则拉力的大小是 N ，动滑轮重 N ；若使用该滑轮组提升600N 的重物，其机械效率将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。

装置 物体A 重G/N 物体升高的高度h/m 对钩码做的功Gh/J 拉力F/N 拉力通过的距离s/m 拉力做的功FS/J 甲 2 0.2 0.4 2 0.2 0.4 乙 2 0.2 0.4 0.4 物理量
控制因素 钩码重 （N ） 绳端拉力 （N ） 机械效率 较小提升速度 10 4.2 79.4% 较大提升速度 10 4.2 79.4% 探究结果 物理量 控制因素 钩码重
（N ） 绳端拉力 （N ） 机械
效率
大致相同的 提升速度 10 4.2 79.4% 15 6.0 79.4%
探究结果
图5
4题图5题图
4. 在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，某同学用如图所示的同一滑轮组分别做了三次实验，实验数据记录如下：
(1)写出表中标有编号①、②和③的空格处的数据?
(2)在实验操作中应该怎样拉动弹簧测力计?
(3)分析实验数据，同一滑轮组的机械效率主要与什么因素有关?为什么?
(4)不同滑轮组的机械效率又与其它哪些因素有关呢?(列举一例)
5.某实验小组探究影响滑轮组机械效率的因素的实验装置如图所示，实验数据如下表。

若不计摩擦，比较1和2两次的实验数据，可以看出滑轮组的机械效率与有关；比较1和3两次的实验数据，可以看出滑轮组的机械效率与有关。

18题图19题图
6.如图所示，下面是某同学做探究“斜面的机械效率与斜面的粗糙程度、斜面的倾斜程度的关系”实验时，得到如下实验数据．
(1)此探究实验是采用了_____________的物理研究方法。

(2)请将上表中空格补充完整．
(3)请你根据表中的实验数据，得出要探究的实验结论：
结论一：___________________________________________________________。

结论二：____________________________________________________________。

7.某同学用所学滑轮知识在家里阳台上安装了如图所示升降装置．他用此装置将重500 N的物体匀速提高10 m，所用拉力300 N，则拉力做的功是J。

该装置的机械效率是。

8. 用滑轮组将一个重为5N的物体匀速提升10cm，由图可知，绳端受到的拉力F为N，绳端移动的距离s为cm，滑轮组的机械效率η为。

2、斜面长1m，搞0.2m．；将10N重的物体A从斜面底端匀速拉到斜面顶端，需要用平行于斜面的
力2.5N ，那么：(1)斜面的机械效率是多少?(2)重物上升过程中克服摩擦做了多少额外功?
(3)为了提高该斜面的机械效率，同学们提出了一些建议：
A 、以较快的速度将重物匀速拉到斜面顶端
B 、以较慢的速度将重物匀速拉到斜面顶端
C 、改用光滑的、板长和高度均不变的斜面
其中建议____________(填番号)可以达到目的；理由是：____________________________________________________
9.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。

（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 。

本节我们通过实验测算了滑轮组做功的机械效率，知道了实验过程中需要测量的物理量，和如何计算不能直接测量的物理量，使我们明白了机械效率的可变性。

实验器材：滑轮组、绳子、钩码、弹簧测力计、直尺
实验步骤：分别测量G 物、F 、h 、s 、W 有W 总
W 额外功的测量：不能直接测量（W 额外=W 有用－W 总）
测量机械效率
计算机械效率：
nh 未知，机械效率的计算：Fn G
Fnh Gh Fs Gh W W ===
=总有用η
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 0 1 2
3 4 5 N 放大。