高中物理 1.4 人与机械学案4 鲁科版必修2

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2022高一物理学案 1.4 人与机械 2（鲁科版必修2）

2．能进行机械效率的简单计算。

3．知道机械的作用及应用前景【学习重点】机械效率的概念的理解、计算。

【知识要点】1．额定功率：机械能够长时间正常工作的最大功率，叫额定功率。

2．机械效率的定义：有用功与动力对机械做的总功的比值，或者有用功率与对机械做的总功率的比值。

3．机械效率的计算：η= 机械效率总小于1。

功率和机械效率的区别：功率是表示做功的快慢；机械效率是表示机械对总能量的利用率。

它们之间没有什么必然的联系。

4．机械的作用及应用前景：人类发明和使用机械的目的，就是为了用它来代替人做功，甚至完成超越人力工作。

各种机械在使用时，有的省力，有的可以省距离，但都不省功。

【典型例题】例题1：关于机械效率和功率下列说法正确的是：（） A ．功率大的机械，机械效率一定高 B ．机械效率越高，做的有用功一定越多 C ．做功越快的机械。

机械效率一定越大 D ．做功越快的机械，功率一定大解析：机械效率高表示有用功在总功中占的比例大，但不一定做功就快，也不一定做的有用功一定越多，B 、C 错。

而功率大的机械效率不一定高，A 错。

功率表示做功的快慢D 对。

例题2：一电梯载一名重750N 的人以2。

0m/s 的速度匀速上升时，电机的输出功率为1。

5*104W ，求此时电梯的有用功率和机械效率？解析：电梯的有用功率 P 有=Fv=Gv=750*2W=1.5*103W 由机械效率的定义可得：η= 【达标训练】1、机械效率是70%的机械与机械效率是80%的机械相比较（D ） A 、效率是70%的机械做功快B 、机械效率是80%的机械做功快C 、两种机械做功一样快D 、无法比较做功的快慢2、下列关于机械效率的说法中，正确性的是（ B ） A 、机械做的有用功越多，机械化效率越高 B 。

鲁科版高中物理必修二1.4 人与机械.doc

高中物理学习材料（鼎尚**整理制作）1.4 人与机械【学业达标训练】1.以下说法中不正确的是( )A.机械效率越高的机械越省力B.做有用功多的机械,机械效率不一定高C.总功一定,有用功多的机械效率高D.额外功在总功中占的比例越小,机械的机械效率就越高【解析】选A.机械是否省力与机械效率高低无关,A项错误,机械效率的高低取决于有用功与总功的比值.选项B、C、D正确.2.关于功率和机械效率,下列说法中正确的是( )A.功率大,机械效率一定高B.机械效率低,功率一定小C.减小额外阻力可以提高机械效率D.减小有用阻力可以提高机械效率【解析】选C.功率与机械效率是两个不同的物理概念,物理意义不同,没有确定的正反比关系,故A、B错误;减小额外阻力、增大有用阻力,都可以提高效率.故C正确,D错误.3.关于人与机械下列说法中正确的是( )A.机械只能承担人类可以完成的工作B.机械能够承担某些人类无法完成的工作C.机械可以在超过额定功率的状态下长时间工作D.机械可以在小于额定功率的状态下长时间工作【解析】选B、D.机械不但能够承担人类可以完成的工作,也可以承担人类无法完成的一些工作,故A错,B 正确;机械长时间正常工作的条件是小于或等于额定功率,反之则机械容易损坏,故C错,D正确.4.某机械的效率是80%，它对外做了1 000 J的有用功，这台机械消耗的能量是（）A.1 000 JB.800 JC.1 200 JD.1 250 J5.下列几种工具能省力的是( )【解析】选A、B、C.根据功的原理,任何机械都不能省功,但增加距离可以省力,A、B、C中工具省力,D中工具费力但省距离.【素能综合检测】一、选择题（本题共5小题，每小题4分，共20分.每小题至少一个选项正确）1.下列哪种机械是实际中不可能存在的( )A.省力不省功的机械B.机械效率高,但功率小的机械C.做功快,但机械效率低的机械D.机械效率等于1的机械【解析】选D.根据功的原理，任何机械都不省功,但增加距离可以省力,选项A正确,由于功率与机械效率没有必然联系,机械效率高,但功率小或机械效率低但功率大的机械都可能存在,选项B、C正确,由于实际中额外功是不可避免的,所以机械效率一定小于1,选项D不可能.2.如图1所示,是工人师傅往高处运送货物的两种方法.物重均为500 N,滑轮重均为10 N,不计摩擦和绳重,下列说法正确的是( )A.甲图中的拉力等于乙图中的拉力B.甲图中的拉力小于乙图中的拉力C.甲图中的机械效率小于乙图中的机械效率D.甲图中的机械效率大于乙图中的机械效率3.如图2所示，工人用滑轮组提升重物，在10 s 内将质量为100 kg的物体匀速提升2 m，已知工人向下的拉力为480 N，下列说法中正确的是（）A.绳子的自由端被拉下8 mB.工人所做的有用功是1 960 J，总功是2 880 JC.工人做功的功率是196 WD.滑轮组的机械效率为68%4.两台机械所做的总功之比为2∶1,它们的机械效率之比为3∶4,则它们所做的有用功之比为( )A.2∶1B.3∶4C.4∶1D.3∶25.一滑轮组，不计绳子与滑轮间及所有滑轮的轮轴之间的摩擦，用它提升一重为G的货物时其机械效率为80%.若用此滑轮组来提升一重为2G的货物时，其机械效率将（）A.大于80%B.等于80%C.小于80%D.无法确定【解析】选A.提高效率的方法有减小无用阻力和增大有用阻力.增加重物就是增大有用阻力.二、非选择题（本题共3小题，共30分.要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要说明单位）6.(10分)一台输出功率为10 kW的电动机,效率为90%,带动一台效率为70%的起重机匀速提升1 t的重物,重物被提升的速率为多少?(g取10 m/s2)【解析】提升重物时的牵引力F=mg,有用功率为P有用=η1η2P0=0.9×0.7×104 W=6.3×103 WP有用=mgv,所以v= =0.63 m/s.答案:0.63 m/s7.（思维拓展题）(10分)人骑摩托车以60 km/h的速度沿水平路面匀速行驶，受到的阻力为100 N，如果燃烧1 L汽油释放的能量为3.7×107 J，摩托车的效率为14%，问此人骑摩托车每行驶100 km消耗多少汽油？牵引力的功率为多大？［探究·创新］8.(10分)在平直公路上通过一定距离时,骑自行车比步行既省力又省功,是否违背了功的原理?【解析】在平直公路上骑车时,人体的重心始终位于同一高度，且车前进是靠车轮的滚动,除空气的阻力外,只需克服较小的滚动摩擦.而人走路时,后脚蹬地重心升高,步行者要克服重力做功,前脚落地重心降低,重力势能转化为其他形式的能浪费掉.虽然自行车的传动机械是费力机械,但在平直的路上蹬车的力一般小于步行时脚蹬地的力,又由于脚蹬踏板一周,车轮可以向前滚动几周,同走路相比,若前进的距离相同,骑自行车人腿屈伸次数少的多.因此骑自行车比步行省力又省功.这个道理并不违背功的原理,因为骑自行车与步行相比较的条件是平直公路上通过相同的路程,并非要完成相同的功.。

高中物理第1章功和功率第4节人与机械教学案鲁科版必修2-鲁科版高一必修2物理教学案

第4节人与机械一、功率与机械效率 1．额定功率机械能够长期正常工作的最大功率，由机械的结构本身所决定。

2．机械效率(1)定义：有用功与总功的比值或有用功率与总功率的比值。

(2)定义式：η＝W 有用W 总＝P 有用P 总。

(3)物理意义：表示机械做功或利用该机械实现能量转化的有效程度。

3．功率与机械效率两者是从不同方面反映机械性能的物理量，它们之间没有必然的联系。

功率大，表示机械做功快；机械效率高，表示机械对总能量的利用率高。

二、机械的使用使用目的用机械代替甚至完成超越人力的工作，使人们的工作更轻松、更有效发展趋势智能化水平越来越高，高智能机器人广泛进入生产、生活的各个领域注意问题智能化机械假设使用不当，会给人类造成危害 1．机械效率是表示机械做功或利用该机械实现能量转化有效程度的物理量，η＝W 有用W 总＝P 有用P 总。

2．使用任何机械时，动力的总功率等于机械克服有用阻力做功的功率加上克服额外阻力做功的功率，P 总＝P 有用＋P 额外。

3．机械效率是机械性能好坏的重要指标之一，机械效率越高，机械越节能，能量利用率越高。

4．功、功率、机械效率是三个不同的物理量。

功表示力对空间的累积效果，功率表示力做功的快慢，机械效率表示机械对总能量的利用程度，它们之间没有必然的联系。

1．自主思考——判一判(1)机械通常都应工作在额定功率下，不能长时间超过额定功率工作。

(√)(2)有用功越大，机械效率越高。

(×)(3)使用机械能省功，也能提高工作效率。

(×)(4)提高机械的机械效率就能提高机械做功的功率。

(×)(5)任何实际机械的机械效率都不会大于1。

(√)2．合作探究——议一议(1)要行驶一段较长的路程，人们通常选择一种合适的代步方式，如骑自行车、坐汽车或高铁等。

人们选择以车代步的目的是什么？提示：既省力又提高速度，使人们更舒适。

(2)一级方程式赛车装备了强大的发动机，其功率最大可达900马力(合662千瓦)，车速最高可达370千米/小时。

鲁科版物理必修二课件高一1.4人与机械4

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2020/1/7
功率是描述机械做功快慢的一个物理量. 功率大就意味着单位时间内做的功多. 功率的大小是衡量一个机械做功能力的重要物理量.
一、ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ率与机械效率
问题1:机械是不是可以随意地增大自己的功率呢任何机械都有一个最大的输出功率，即额定功率
问题2:是不是功率越大的机械就越好呢？
问题:大家思考一下机械效率是不是总小于1？问题:引入机械效率这个物理量的物理意义是什么呢？机械效率是表示机械做功或利用该机械实现能量转化的有效程度的物理量问题:要想提高滑轮组的机械效率，可以采用哪些办法？
问题:同学们能不能找到生活中提高机械效率的例子呢？问题:机械效率和功率又有什么区别呢?
2020/1/7
二、机械的使用问题:人类使用机械的目的是什么呢？
以代替人力做功，甚至完成超越人力的工作. 正因为机械的存在使人们的工作变得更轻松更有效率了.
2020/1/7
２机械的使用—千姿百态的机械
2020/1/7
2.机械的使用→机器人的种类昆虫机器人核事故机器仿生机器人太空机器人
消防机器人
人
2020/1/7
机械效率 W有用 p有用
W总
p总
2020/1/7
例如利用滑轮组在竖直方向提高重物，
有用功:克服重物的重力额外功: 克服滑轮组的重力和
绳与滑轮阻力所做的功
总功:动力所做的功例如:利用滑轮组在水平方向匀速移动物体，
有用功:克服物体所受阻力做的功额外功: 克服绳与滑轮阻力所做的功
总功:动力所做的功 2020/1/7

鲁科版高一物理必修2_《人与机械》学案

人与机械学习目标1、知道机械功的原理，懂得使用任何机械可以省力，但不省功。

2、知道机械做功的本质是能量转化的过程。

3、了解机械效率的含义，关注效率的实际应用。

4、理解功率和机械效率的物理含义。

重点：1、理解功和能的关系，知道能量的转化用做功的多少来量度。

2、理解功率和机械效率是从不同方面反映机械性能的两个物理量。

难点：1、在具体的问题中如何利用功来定量地反映能量的转变。

2、正确理解功率和机械效率的物理意义。

知识精讲：一、机械功的原理1、人类很早就已经开始使用机械来做功了，其中简单的机械有：滑轮、杠杆、斜面等。

2、功的原理（1）第一，不论省力机械还是费力机械都不能省功；第二，不论自重和摩擦力大的机械，还是自重和摩擦力小到可忽略不计的机械也都不能省功。

（2）功能原理使用任何机械时，动力对机械所做的功总是等于机械克服阻力所做的功。

表达式：W动＝W阻＝W有用＋W额外也可写成：W输入＝W输出＋W损失（3）不省功的原因是什么呢？因省力的机械必费距离，省距离的机械一定费力，而功＝力×距离，所以不能省功。

3、斜面斜面是一种省力的简单机械，见图1，斜面为什么能够省力？省多少力？我们根据功的原理可以求出：W G＝F l＝Gh假设斜面很光滑，无摩擦时F＝Gh/l＝Gsinθ由公式可见，斜面的长是斜面高的几倍，推力就是物重的几分之一，所用的力可以小于重物所受的重力，也就是说斜面可以省力。

生活中如引桥、楼梯、盘山公路等都是对斜面的巧妙利用。

二、功和能的转化做功的过程就是能量的转化过程，做功的数值就是能的转化数量，这是功能关系的普遍意义；不同形式的能的转化又与不同形式的功相联系，这是贯穿整个物理学的一个重要思想。

1、能量的概念粗浅地说：如果一个物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量，因此能量是物体所具有的做功本领。

2、功和能关系理解（1）功和能是不同的物理量。

能是表征物体运动状态的物理量，物体运动状态发生变化，物体运动形式发生变化，物体的能都相应地随之变化；做功是使物体能量发生变化的一种方式，物体能量的变化可以用相应的力做功量度。

鲁科版高中物理必修2-1.4 人与机械-教案设计

人与机械【教学目标】知识和技能1．巩固机械功的原理；2．能熟练计算机械效率，并知道其代表的物理意义；3．理解功率和机械效率是从不同方面反映机械性能的两个物理量，它们之间无必然的联系；4．了解现代机械的发展水平。

过程和方法注意初中旧知识的扩展、迁移。

通过举例和分析来解决重点，突破难点。

理解功率和机械效率的不同物理意义。

情感态度与价值观1．通过对机械效率的学习，领悟到不论什么情况下提高机械效率都是十分重要的，它不仅有很高的经济价值，还能提高人们的效率意识，而讲究效率正是现代人必须具备的基本素质之一。

2．树立崇高的理想，大胆地发明、创造，以不断改造人类自己的生存条件，最终达到人与自然的和谐发展。

【教学重难点】1．能熟练计算机械效率，并知道其代表的物理意义；2．理解功率和机械效率是从不同方面反映机械性能的两个物理量，它们之间无必然的联系。

3.理解功率和机械效率是从不同方面反映机械性能的两个物理量，它们之间无必然的联系；4.辨证认识智能化机械使用的利与弊。

【课时安排】1课时【教学准备】投影仪、投影片、视频资料、自行车、小型机器人模型等简单机械。

【教学过程】新课导入教师：前面我们已经学习了功率的概念，请同学们回顾一下引入功率这一概念的物理意义是什么？（引发学生思考，让学生加深对功率的理解，为更好地了解机械效率与功率的异同服务。

）预测学生的回答可能有：1．功率是描述做功快慢的物理量；2．功率大就意味着单位时间内做的功就越多；3．……教师：机械是不是可以随意地增大自己的功率呢？预测学生的回答可能有：1．不可以随意地增大自己的功率，任何机械都有一个最大的输出功率，即额定功率2．可以增大自己的功率，只要加大油门；3．可以增大自己的功率，只要换个发动机就行了；4．……（引发学生联系实际地思考，培养学生的发散思维能力，又能更好地激发学生的学习兴趣，教师再加以指导，指明加大油门只能是实际功率未达到额定功率时可行，换功率更大的发动机在实际中不切实可行，除非另行安装发动机备用，从而得出不可以随意地增大自己功率的结论）新课推进一、功率与机械效率教师：功率的大小是衡量一个机械做功能力的重要物理量，功率越大说明该机械单位时间内做的功就越多，那是不是功率越大的机械就越好呢？大家不妨思考这样一个我们熟悉的例子：是不是学习时间越长的同学，学习成绩就越好呢？事实是不一定的，为什么呢？除了要有时间保证，还要有科学的学习方法，有较高的学习效率才可以。

高中物理 1.1 机械功学案4 鲁科版必修2

高中物理 1.1 机械功学案4 鲁科版必修2【学习目标】1. 了解功的定义，知道功是标量，同时也是过程量，是力对空间的积累。

2. 知道功的两个必要因素：作用在物体上的力和物体在力的方向上的位移.3. 掌握功的计算，熟悉公式 W＝Fscosα知道α是物体受到的力的方向和物体位移方向的夹角及相应角度下的做功正负。

【学习重点】1. 理解力对物体做功的两个要素的基础上掌握功的概念和机械功的计算公式。

2. 物体在力的方向上的位移与物体运动的位移容易混淆。

3. 如何判定各个力做功的正负和各个力所做的总功的计算。

【知识要点】（一）机械功的含义：问题一：做功的两个因素是什么?（如图甲所示）①作用在物体上的力.②物体在力的方向上移动的位移：W＝Fs例：①人推车前进时，车在人的推力作用下发生了一段位移.我们说推力对车做了功。

②起重机提起货物，货物在起重机钢绳的拉力作用下发生一段位移，拉力对货物做了功.③列车在机车的牵引力作用下发生一段位移，牵引力对列车做了功.问题二：物体ｍ在与水平方向成α角的力F的作用下，沿水平方向向前行驶的距离为s，如图乙所示，求力F对物体所做的功？由于物体所受力的方向与运动方向成一夹角α.我们可根据力F的作用效果把F沿两个方向分解：即跟位移方向一致的分力F1，跟位移方向垂直的分力F2，如图所示：根据做功的两个不可缺少的因素可知：分力F1对物体所做的功等于F1s.而分力F2的方向跟位移的方向垂直，物体在F2的方向上没有发生位移，所以分力F2所做的功等于零.综上所述：力F所做的功等于所以：W＝F s cosα公式中各个字母的含义及单位.W力对物体所做的功焦耳（J）F物体所受到的力牛（N）s物体所发生的位移米（m）α力F和位移之间的夹角（二）机械功的计算：功的计算：W＝Fscosα公式中α是物体受到的力的方向和物体位移方向的夹角。

①我们既可以说做功是作用在物体上的力和物体在力的方向上位移的乘积，也可以说是物体的位移与物体在位移方向上力的乘积。

高中物理第1章第4节人与机械精品课件鲁科版必修2

η＝
W有用 W总
＝
10 12
J J
≈0.833＝83.3 %.
答案：83.3 %
功率、机械效率的综合应用例2 如图1－4－2所示，
图1－4－2 物体质量为2 kg，光滑的滑轮质量为0.2 kg，今用一竖直向上的力F拉动物体，使物体以2 m/s的速度匀速向上运动，绳质量不计，则拉力F做功的功率为多大？滑轮的机械效率为多大？(g取10 m/s2) 【思路点拨】因滑轮的质量不能忽略，因而力F 所做的功一部分克服有用阻力即物体的重力做功，而另一部分需克服无用阻力即滑轮的重力做功．
课堂互动讲练
机械效率的计算
例1 由一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组，把一重为40 N的物体匀速提升1 m时，人站在地面上所用的向下的拉力为25 N. (1)若绳重及摩擦不计，则滑轮机械效率为多大？滑轮多重？ (2)若提升的重物变为90 N，则滑轮组的机械效率又为多大？【思路点拨】根据机械效率的定义求解，注意功的计算．
η＝PP有用＝4404×100% ≈90.9% .
【答案】 44 W 90.9% 【方法总结】 (1)机械应用类问题涉及多方面知识，但其实质都离不开做功及功率之间的关系．应根据机械的作用效果明确其有用功(或有用功率)，根据对机械的输入功率(即总功率)和输出功率(即有用功率)之间的差异确定出额外功率(即无用功率)． (2)此类问题的有用功率的求解通常涉及动力学的分析，即分析受力和运动，应用牛顿运动定律、运动学公式与功和功率联立求解．(即有用功率)
2．提高机械效率的方法由于机械效率是反映机械性能优劣的一个重要指标，所以，在任何情况下，提高机械效率的研究
都具有十分重要的意义．根据 η＝WW有总用和 W 总＝W 有用＋W 额外，可以得出提高机械效率的方法． (1)减小额外功 ①减小克服摩擦力做的功，要从尽量减小摩擦力

鲁科版必修2《人与机械》教案及教学反思

鲁科版必修2《人与机械》教案及教学反思引言《人与机械》是高中物理必修2中的重要章节，主要涉及机械原理和机械效率等方面的内容。

本篇文档将针对鲁科版必修2中的《人与机械》进行教案编写和教学反思，力求提高学生的学习效果，帮助学生掌握其中的重点与难点。

教学目标•理解力、动力、功率等概念；•知道机械原理的基本内容，了解机械杠杆、轮轴、滑轮、斜面等的应用；•掌握机械效率的计算方法。

教学过程导入环节在学习《人与机械》前，可以从自然现象入手，引导学生思考；例如，看到换轮胎、爬楼梯等日常生活中的机械运作，提问学生：这些机械是如何运作的？它们的工作过程中产生了哪些力？等等。

教学内容知识点1：机械原理•机械杠杆机械杠杆是将一个物体按一定的比例增大或减小力臂的机械装置。

学生可通过轮流体验不同杠杆的原理与用途，并计算所需力的大小。

•轮轴轮轴是旋转运动的机械装置，可将很大的转矩转换为小的转速，或将小的转矩变成很大的转速。

学生可借助物理实验室常见的风扇等设备，感性理解轮轴的运作原理。

•滑轮滑轮是用于改变力的方向的轮形装置。

学生可参与滑轮组的搭建，通过测量不同位置的力的大小，揭示滑轮的作用规律。

•斜面斜面是用于使物体在水平方向上移动的简单机械，可以减轻物体在竖直方向上所受到的重力。

学生可通过自主设计斜面，利用不同高度和角度的斜面，测量移动物体时所需力的大小。

知识点2：机械效率•机械效率的定义机械效率是衡量机械工作效率的指标，是机械输出的有用功与输入的总功之比。

学生可通过列式计算机械效率，从而增强对机械运作的理解。

拓展应用•生活中的机械结构探究学生通过深入生活实践，对机械运行的机理更加深入理解和应用。

例如：了解主题公园中的过山车、摩天轮的组成结构，参观对紧固件、齿轮等的生产加工过程。

•团队竞赛学生在团队竞赛中通过构建不同机械结构，进行实验测量，来挑战机械效率最高的设计，提高学生的技能和思维。

教学反思教学中，为了让学生更好地掌握机械原理和机械效率，我们尽可能地贴近生活、让学生自主探究、以实践为主。

高中物理同步课件1.4 人与机械教学课件(鲁科版必修2)

教材资料分析
讨论与交流
1950年，美国化学家和科学幻想小说家阿西莫夫在他的小说
集《我是机器人》中，为机器人规定了3条原则： ①机器人不可伤害人，或眼看人将受到伤害而袖手旁观． ②机器人必须服从人的命令．但是，如果其命令违反第一条时可不服从． ③机器人必须在不违反第一、第二条规定的情况下保护自己．这3条原则是人类所公认的约束机器人行为的基本准则．如
P有用 7×103 所以 v＝＝ m/s＝0.7 m/s. mg 103×10
重量和加润滑油减小摩擦的方法．
(2)额外功不变时，增大有用功，可在机械能承受的范围内尽可能增加每次提起的重物，充分发挥机械的作用．功率与机械效率的关系功率与机械效率是从不同方面反映机械性能的两个不同的物理量，它们之间没有必然的联系．功率大说明机械做功快；机械效率大说明机械对能量的利用率高．功率大的其机械效率不一定高，机械效率高的其功率也不一
答案 1.67×103 W 1.93 L
【变式2】一台电动机的输出功率为10 kW，其效率为90%，带动一台效率为70%的起重机匀速提升1×103 kg的重
物．求重物的提升速率(g取10 m/s2)．
解析对于起重机，其总功率等于电动机的输出功率，即 P总＝10×103 W＝104 W 提升重物时，起重机的有用功率为 P有用＝P总×70%＝104×0.7 W＝7×103 W 又P有用＝Fv＝mgv
答案
C
关于功率与机械效率的计算
【典例2】摩托车以60 km/h的速度沿水平路面匀速行驶，受到的阻力为100 N．如果燃烧1 L汽油释放的能量为 3.7×107 J，摩托车的效率为14%，此辆摩托车牵引力的功率是多大？每行驶100 km消耗多少油？

高中物理 1.4 人与机械学案1 鲁科版必修2

用心爱心专心 1 高中物理 1.4 人与机械学案1 鲁科版必修2
【学习目标】
1、理解机械效率的概念。

2、理解功率和机械效率的关系。

【知识梳理】
1、机械效率可以用公式表示为机械效率总 1。

2、机械效率表示的物理量。

3、功率和机械效率是从不同方面反应机械性能的两个物理量，它们之间没有必然的联系。

功率大，表示机械，机械效率高表示。

一、功率与机械效率
1.机械效率的计算：η=总有用总有用
P P W W
2.功率和机械效率的区别：功率是表示做功的快慢；机械效率是表示机械对总能量的利用率。

它们之间没有什么必然的联系。

二、机械的使用
极大地丰富和改善了我们的生活，但要注意机械的合理使用，最终达到与大自然的和谐共处。

【例题剖析】
1．要想提高滑轮组的机械效率，可以采用哪些办法？
2．下列说法正确的是：（）
A ．功率越大的机械，机械效率一定越高
B ．做有用功越多的机械，机械效率一定越高
C ．越省力的机械，机械效率一定越高
D ．有用功一定，额外功越小的机械，机械效率一定越高。

高中物理 1.1 机械功教案4 鲁科版必修2

求力F 对物体所做的功。

学生活动：思考老师提出的问题，根据功的概念独立推导。

在问题一中，力和位移方向一致，这时功等于力跟物体在力的方向上移动的距离的乘积。

W =Fs教师活动：如果力的方向与物体的运动方向成某一角度，该怎样计算功呢？投影问题二：物体m 在与水平方向成α角的力F 的作用下，沿水平方向向前行驶的距离为s ，如图乙所示，求力F 对物体所做的功。

学生活动：思考老师提出的问题，根据功的概念独立推导。

在问题二中，由于物体所受力的方向与运动方向成一夹角α，可根据力F 的作用效果把F 沿两个方向分解：即跟位移方向一致的分力F 1，跟位移方向垂直的分力F 2，如图所示：αcos 1F F =αsin 2F F =据做功的两个不可缺少的因素可知：分力F 1对物体所做的功等于F 1s 。

而分力F 2的方向跟位移的方向垂直，物体在F 2的方向上没有发生位移，所以分力F 2所做的功等于零。

所以，力F 所做的功W =W 1＋W 2=W 1=F 1s=Fs cos α教师活动：展示学生的推导结果，点评、总结，得出功的定义式。

力F 对物体所做的功等于力的大小、位移的大小、力和位移夹角的余弦这三者的乘积。

即：W =Fs cos αW 表示力对物体所做的功，F 表示物体所受到的力，s 物体所发生的位移，α力F 和位移之间的夹角。

功的公式还可理解成在位移方向的分力与位移的乘积，或力与位移在力的方向的分量的乘积。

在SI 制中，功的单位为焦。

1J=1N·m在用功的公式计算时，各量要求统一采用国际单位制。

2、对正功和负功的学习教师活动：指导学生阅读课文P 5的正功和负功一段。

通过上边的学习，我们已明确了力F 和位移s 之间的夹角，并且知道了它的取值范围是０°≤α≤180°。

那么，在这个范围之内，cos α可能大于0，可能等于0，还有可能小于0，从而得到功W 也可能大于0、等于0、小于0。

请画出各种情况下力做功的示意图，并加以讨论。

1. 4《人与机械》教案(鲁科版必修2)

1.4《人与机械》学案6【学习目标】1．巩固机械功的原理；2．能熟练计算机械效率，并知道其代表的物理意义；3．理解功率和机械效率是从不同方面反映机械性能的两个物理量，它们之间无必然的联系；【学习重点】能熟练计算机械效率，并知道其代表的物理意义；【知识要点】1.功率与机械效率(1>有用功、额外功和总功：利用机械工作时对人们有用的功叫有用功;对人们没有用,但又不得不做的功叫做额外功.有用功与额外功的总和叫做总功.(2>机械效率：①定义：有用功跟总功的比值叫机械效率.②物理意义：表示做功有效程度的物理量,效率越高,所做总功中有用功的比例越大.③公式：η=×100% η=×100%注意：机械效率η总小于1.机械效率的理解1.机械效率是反映机械性能的物理量.使用机械做功时,需要弄清哪部分功是需要而又必须做的功,哪部分功是不需要而又不得不做的功.我们把人们需要的、无论采取哪种方法都必须做的功叫有用功.虽不需要但又不得不做的功叫额外功.利用机械做功时,不可避免地存在摩擦、机械自重等方面的原因,因此额外功是不可避免的.在使用不同的机械做相同的有用功时,我们希望额外功越少越好,有用功与总功越接近越好.为了反映不同机械的这种差别,通常用有用功占总功的百分比表示.当这个百分比越大,这个机械的性能越好.在物理学中,用机械效率来表示.2.有用功跟总功的比值叫机械效率.则η=.在理解上还需要注意：(1>任何机械的机械效率总小于1.因为有用功总是小于总功;(2>机械效率没有单位,一般用百分比来表示;(3>机械效率由有用功和总功两个因素决定.当总功一定时,机械所做的有用功越多或额外功越少,机械效率就越高.当有用功一定时,机械所做的总功越少或额外功越少,机械效率就越高.当额外功一定时,机械所做的总功越多或有用功越多,有用功在总功中所占的比例就越大,机械效率就越高.所以,在分析机械效率的高低时,不能只看一个因素,要全面进行分析.(4>提高机械效率的办法：通常是减少额外功；在无法减少额外功的情况下,采用增大有用功来提高机械效率.例如,在用滑轮组提高重物时：η==,为提高机械效率可以采取增加提升物的办法来实现.2.机械的使用【典型例题】【例1】如图所示,电动机带动卷扬机卷筒,通过卷绳及动滑轮将重物匀速拉上斜面顶端,已知重物重19600 N,斜面高与斜面长的比h/L=1/2,重物沿斜面向上匀速运动的速度为1.5 m/s.试求：(1>斜面、滑轮为理想机械时,电动机的输出功率和绳的拉力;(2>若滑轮的效率η1=90%,斜面的效率η2=70%,则以同样速度拉动重物,电动机的功率P和绳的拉力F各等于多少？解读：(1>重物升高h,沿斜面滑行距离为L,绳拉上的长度为2L,速度v=,因此有用功W有=Gh或W有=2FL,总功W总=Pt,根据功的原理Pt=Gh=G.所以P=G=14700 W又2FL=Gh,F=,,所以F==4900 N.(2>对实际机械组合来说,有用功为W有=Gh,对斜面输入的功即总功来说,根据功的原理为W总′=对滑轮来说有用功即为对斜面的输入功W有′=输入滑轮的功,也就是动力功,为整个机械组合的总功W总=P′t,根据功的原理又为W总=W有′/η1=所以P′t=,P′=因为h=,代入上式P′===23300 W根据功的原理有F·2L=F==7780 N.点评：机械效率是表示做功有效程度的物理量,效率越高,所做总功中有用功的比例越大.η=×100%,η=×100%W=W有+W额,η总小于1.总【达标训练】1.关于机械效率,下列说法正确的是A.有用功越大,机械的机械效率就越高B.额外功越大,机械的机械效率就越低C.总功越大,机械的机械效率就越低D.有用功与总功的比值越大,机械的机械效率就越高2.4个同学测定滑轮组的机械效率时,得出下面4个数据,其中哪一个数据肯定是错误的A.0.80B.75%C.1.20D.60%3.分别用一个定滑轮和一个动滑轮将两个相同的重物提高相同高度,则A.定滑轮的总功一定大于动滑轮的总功B.定滑轮的有用功一定大于动滑轮的有用功C.定滑轮的有用功一定小于动滑轮的有用功D.定滑轮的有用功一定等于动滑轮的有用功4.关于功率,下列说法中正确的是A.机器的功率越大,做的功就越多B.机械效率越高,机械的功率就越大C.功率表示做功的快慢程度D.使用省力的机械,可以提高机械做功的功率5.两台机械所做的总功之比为2∶1,它们的机械效率之比为3∶4,则它们所做的有用功之比为A.2∶1B.3∶4C.8∶3D.3∶26.有两个人利用斜面共同将木箱拉上汽车,为了提高斜面的机械效率,下列做法中可取的是A.以较快的速度将木箱匀速拉上汽车B.以较慢的速度将木箱匀速拉上汽车C.改由一个人匀速将木箱拉上汽车D.板长不变,改用光滑的斜面板将木箱匀速拉上车答案：1.解读：机械效率的高低是由有用功、总功两个因素决定的,若只分析一个因素的大小,不能判断机械效率高低.选项A、B要在总功一定的前提条件下,才是正确的.选项C要在有用功或额外功一定的前提条件下,才是正确的.选项A、B、C只说出影响机械效率高低的一个因素,因此无法确定机械效率的高低.答案:D2、C3、D4、C5、C6、D申明：所有资料为本人收集整理，仅限个人学习使用，勿做商业用途。

2020-2021学年高中物理第1章第4讲人与机械学案鲁科版必修2

第4讲人与机械[目标定位］ 1.知道机械的额定功率和机械效率的物理意义，能熟练计算机械效率。

2.理解功率和机械效率是从不同方面反映机械性能的两个物理量，它们之间无必然的联系.3.了解现代机械的发展水平及使用．一、功率与机械效率1．机械效率:(1）定义：有用功与______的比值或__________与总功率的比值．(2)公式：η＝____________＝____________.（3）物理意义:表示机械做功或利用该机械实现能量转化的______程度．2．功率与机械效率：两者是从不同方面反映机械性能的物理量，它们之间没有必然的联系．功率大,表示机械__________，机械效率高，表示机械对__________的利用率高．二、机械的使用使用目的用机械代替人力做功甚至完成超越人力的工作，使人们的工作更____、更____发展趋势______水平越来越高，高智能机器人广泛进入生产、生活的各个领域想一想要行驶一段较长的路程，人们通常选择一种合适的代步方式,如骑自行车、坐汽车或高铁等．人们选择以车代步的目的是什么？一、对机械效率的理解及计算1．机械效率是机械性能好坏的重要指标之一，机械效率越高，机械越节能，能量利用率越高．2．机械效率与功率的区别功率机械效率定义物体所做的功跟完成这些功所用时间的比值有用功跟总功的比值或有用功率和总功率的比值公式P＝错误!或P＝Fvη＝错误!或η＝错误!，总小于1意义表示做功的快慢表示机械对总能量利用率的高低关系两者没有必然的联系，功率大的机械效率不一定高，机械效率高的功率不一定大3。

求解机械效率的步骤和方法(1)对机械进行受力分析和运动状态分析，找出动力和阻力,尤其注意分清有用阻力和无用阻力．（2)根据功的公式求解动力做的功(总功)、有效阻力做的功（有用功)、无效阻力做的功(额外功)．（3）有用功与总功的比值就是机械的机械效率．例1如图1所示，利用轻滑轮将一质量为100 kg的物体沿倾角α＝37°的斜面以速度v ＝0。

2017-2018学年鲁科版必修2 1.4 人与机械学案

第 1 页共 2 页 1.4 人与机械学案【学习目标】1．能熟练计算机械效率，并知道其代表的物理意义；2．理解功率和机械效率；3．了解现代机械的发展水平。

【学习重点】1．能熟练计算机械效率；2．理解功率和机械效率代表的物理意义。

【知识要点】1．机械效率机械效率是有用功跟总功的比值，即η＝W W 有总。

它是表示有用功占总功多少的物理量。

机械效率高，说明该机械做的有用功占它所作的总功的比例大，或者额外功占总功的比例小，表示该机械优，反之则劣。

利用机械做功（理想情况外）总免不了要做额外功，即W 额外≠0 ，有W 有＜ W 总，就是说机械效率总小于1，计算时，若求出结果出现η≥ 1，则肯定是错误的。

2．功率与机械效率：功率与机械效率是从不同方面反映机械性能的物理概念，它们之间没有必然的联系，功率是描述做功的快慢的物理量，机械效率是表示机械对总能量的利用率高低，机械对总功的利用率高低的物理量。

它是反映机械性能优劣的一个重要指标。

机械做功快，不一定对总功利用率高；反之，对总功的利用率高，不一定机械做功就快，所以不能把功率与机械效率混为一谈。

【典型例题】例1：如图所示，利用轻滑轮将一质量为100kg 重物沿倾角α＝370 的斜面以速度v ＝0.5m/s 匀速拉至高为h ＝1.5m 的汽车上（sin370 ＝0.6，cos370 ＝0.8），斜面与物体间的动图第 2 页共 2 页摩擦因数μ＝0.2 。

试求：（1）此过程中拉力F 的功率是多少？（2）这一过程机械效率是多少？解析（1）对重物受力分析如图，因为物体沿斜面匀速向上，所以垂直斜面方向 F N ＝mgcos370 ………………………………①沿斜面方向 2F ＝F f ＋mgsin370 …………………………②F f ＝μF N ……………………………………③由①、②、③可得：F ＝mg （μcos370 ＋sin370）/2＝100×10（0.2×0.8＋0.6）/2 N ＝380N匀速运动，拉力功率 P ＝F ·v ′＝F ·2v ＝380×2×0.5W ＝380W（2）解法一：物体沿斜面移动 1.5 2.5sin 370.6h s m === 拉力通过的距离L ＝2s ＝5m总功W 总＝F ·L ＝380×5J ＝1900J有用功 W 有＝W G ＝mgh ＝100×10×1.5J ＝1500J 15000.741900W W η==有总＝解法二：有用功功率等于重力的功率，即P 有＝P G ＝mgsin37°·v ＝100×10×0.6×0.5＝300W 3000.74380G P P η=总＝＝【反思】。

高中物理 1.4 人和机械作业鲁科版必修2(2021年整理)

福建省南安市高中物理 1.4 人和机械作业鲁科版必修2福建省南安市高中物理1.4 人和机械作业鲁科版必修2编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（福建省南安市高中物理1.4 人和机械作业鲁科版必修2）的内容能够给您的工作和学习带来便利。

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福建省南安市高中物理 1.4 人和机械作业鲁科版必修2 人和机械一、选择题(在每小题给出的四个选项中，第1～7小题只有一个选项符合题目要求，第8～10小题有多个选项符合题目要求）1．下列说法正确的是( C ）A ．机械只能在额定功率下工作B ．机械效率越大，说明有用功率越大C ．功率的大小与机械效率的大小无关D ．随着科技的发展机械效率有可能达到100％2．关于功率和机械效率,下列说法中正确的是（ C )A ．功率大，机械效率一定高B ．机械效率低，功率一定小C ．减小额外阻力可以提高机械效率D ．减小有用阻力可以提高机械效率3．采取下列措施，可以提高机械效率的是（ C ）A ．有用功一定，增大总功B ．总功一定，增大额外功C ．有用功一定，减小额外功D ．额外功一定,减小总功 4．用如图所示的滑轮组分别把甲、乙、丙三个物体匀速提升 1 m,三个物体的重力依次为300 N 、600 N 、800 N ，则滑轮组机械效率是( C ）A ．提升甲物时较高B ．提升乙物时较高C ．提升丙物时较高D ．机械效率不变5．在交通运输中,常用“客运效率”来反映交通工具的某项效能,“客运效率”表示每消耗单位能量对应的载客数和运送路程的乘积，即客运效率＝错误!。