12.3机械效率 课件2021-2022学年人教版物理八年级下册(共33张PPT)

(共33张PPT)
第十二章· 简单机械
第3节 机械效率
人教版八年级物理下册
小明家装修房子，需要把一堆沙子从一楼运到三楼，你有哪些方法？
请同学们思考讨论，看哪一组同学想的办法最多？
学生发表观点：
1．用桶装沙子由人沿楼梯提上去；
2．用桶装沙子由动滑轮吊上去；
3．用口袋装沙子由动滑轮吊上去。
这节课我们就学习机械效率的有关知识。
想想议议：
在短时间内可以想出许多办法，说明同学们解决问题的效率很高，也说明学习的效率很高。学习的效率可以反映学习的好坏，刚才所想的办法中使用了机械，机械性能的优劣可以用机械效率表示。
学习目标
1．知道有用功、额外功、总功；
2．理解机械效率，会计算机械效率；
3．学会测滑轮组的机械效率。
有用功和额外功
一
要把重100 N的沙子运上三楼。下图画了三种办法。
哪种办法最好，哪种办法最不好？
沙子重100 N 人体重400 N 动滑轮重10 N
桶重 20 N 口袋重 5 N 地面到三楼高 6 m
对沙子做功
W1 = 600 J
有用功600 J
对桶做功
W2 = 120 J
克服自重做功
W3 = 2400 J
额外功2520 J
总功 3120 J
沙子重100 N 人体重400 N 动滑轮重10 N
桶重20 N 口袋重5 N 地面到三楼高6 m
人拉滑轮利用桶做功
对沙子做功
W1 = 600 J
有用功600J
对桶做功
W2 = 120 J
对动滑轮做功
W3 = 60 J
额外功180J
总功 780 J
沙子重100 N 人体重400 N 动滑轮重10 N
桶重20 N 口袋重5 N 地面到三楼高 6 m
人拉滑轮利用口袋做功
对沙子做功
W1 = 600 J
有用功600J
对口袋做功
W2 = 30 J
对动滑轮做功
W3 = 60 J
额外功90J
总功 690 J
这种办法最好！
有用功
实现目的而做的功
我们要做的，必须做的功，叫做有用功。
额外功
克服机械自身（如动滑轮、绳子）的重力和摩擦等而做的功
在做有用功的同时，人们不需要但又不得不做的功，叫做额外功。
C
动力对机械所做的功
C
总 功
有用功加额外功是总共做的功，叫总功。
即：W总=W有用+W额外
要达到目的，完成有用功，必须施加力 F 对滑轮做功，是总功。
例如：滑轮
提升重物，要克服滑轮重力和摩擦而额外做功，否则不能完成任务。这个功不是目的而又不得不做，是额外功。
G
F
提升重物是目的，是有用功。
机械效率
二
我们总希望，有用功占总功的份额越大越好。
机械效率——有用功跟总功的比值。
公式：η＝　　　　　　　　　　
W有用
W总
＝
W有用
W有用+W额外
注：机械效率一般用百分数表示，没有单位。
分析公式：
W额外＞0，W总＞W有用　所以η＜1
W额外＝0，W总＝W有用 所以η＝1
理想状态，忽略机械自重和摩擦
G
F
起重机的机械效率是50%，它表示什么意义？
使用起重机提升重物时所做的有用功跟总功的比值是50%，也可以说有用功在总功中占的比例是50%，另外的50％是额外功。
【简介常见机械的效率 】
滑轮组 50%—70%
起重机 40%—50%
抽水机 60%—80%
离心式水泵 60%－80%
因此，使用机械时，要充分发挥机械设备的作用，减小额外功以提高机械效率。
提高机械效率途径：
减小摩擦
减小机械本身的重力
用水桶从井中提水的时候，所做的功哪部分是有用功，哪部分是额外功？
提水所做的功是有用功，提水桶所做的功是额外功。
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，这种情况下哪部分是有用功，哪部分是额外功？
提水桶所做的功是有用功，提水所做的功是额外功。
有用功、额外功、总功的概念是什么？
有用功
对人们有用的必须要做的功
额外功
并非我们需要但又不得不做的功
总功
有用功与额外功的总和
什么是机械效率，表达式是什么？
有用功跟总功的比值叫做机械效率
W有用
W总
η＝
如何测量机械效率？
测量滑轮组的机械效率
三
实验原理
F
实验器材
弹簧测力计、刻度尺、
铁架台、滑轮、细线、钩码。
注意事项
匀速竖直向上，缓慢拉动测力计。
实验1
保持动滑轮重一定，改变钩码重力。
G/N h/m F/N s/m W有/J W总/J
1
2
3
F
结论：
动滑轮重一定,物重越大，机械效率越高。
实验2
保持钩码重力一定，改变动滑轮重。
F
G/N h/m F/N s/m W有/J W总/J
1
2
结论：
物重一定，动滑轮越重，机械效率越低。
影响滑轮组机械效率的因素
摩擦、绳重（轮与轴及轮与绳之间）
（减小摩擦可以减少额外功，提高机械效率）
如：加强机械运动部位的润滑、采用轻质细绳
物重
（物重增加，机械效率提高）
动滑轮重
（动滑轮重减小，机械效率提高）
关于测量滑轮组机械效率的几点说明：
η =
=
=
η=
即：
1.在测滑轮组的机械效率时，可以不测量s和h；
2.若不考虑绳重和摩擦，只计动滑轮重力时：
F=(G+G动)/n
η =
=
G+G动
G
即：
η=
G+G动
G
F
测量斜面的机械效率
四
W有＝Gh
W总 ＝Fs
W有用
W总
η＝ ×100%
探究：斜面的机械效率与斜面的倾角的关系
你认为要测量哪些物理量？
实验中要注意什么问题？
运用了什么研究方法？
记录表格：
斜面的倾斜程度 木块重 G/N 斜面高度h/m 沿斜面拉力F/N 斜面长 s/m 有用功 W有/J (Gh) 总功 W总/J (Fs) 机械效率η
较缓
较陡
最陡
1.7
1.7
1.7
0.06
0.1
0.14
0.4
0.5
0.6
0.82
0.82
0.82
0.1
0.17
0.24
0.33
0.41
0.49
30 ％
41％
49 ％
影响斜面机械效率的因素
1.斜面的倾斜程度
（光滑程度一样的斜面，倾斜程度越大，机械效率越高）
2.斜面的粗糙程度
（倾斜程度一样的斜面，斜面越光滑，机械效率越高）
滑轮组机械效率
有用功
对人们有用的必须要做的功
额外功
并非我们需要但又不得不做的功
总功
有用功与额外功的总和
机械效率
有用功跟总功的比值叫做机械效率
W有用
W总
η＝
机械效率总小于1
测量滑轮组的机械效率
测量斜面的机械效率
1．甲吊车比乙吊车的机械效率高，当它们分别把相同质量的物体匀速提升相同高度时，则(　　)
A．甲吊车的电动机做的有用功较多
B．乙吊车的电动机做的额外功较多
C．甲吊车的电动机做的总功较多
D．甲、乙两吊车的电动机做的总功相同
B
B
2．用滑轮或滑轮组提起同一重物(如下图所示)，其中机械效率最高的是(　　)
3．如图所示，用滑轮组提升重物时，重800 N的物体在10 s内匀速上升了1 m。已知拉绳子的力F为500 N，则提升重物的过程中(　　)
A．做的有用功是800 J
B．拉力F的功率是80 W
C．绳子自由端被拉下3 m
D．滑轮组的机械效率是60%
A
课堂小结
第3节　机械效率
一、基本概念
1．使用任何机械都不省功
2．几个概念三者的关系：W总＝W有＋W额
3．机械效率定义：有用功与总功的比值
4．机械效率公式：η＝W有/W总
5．提高机械效率的方法
二、测量滑轮组的机械效率
影响滑轮组 机械效率的因素：
被提升重物的重力、摩擦、机械自重(动滑轮重力)
三、影响斜面机械效率的因素
完成配套课后练习。