12.3机械效率【2022春人教版八下物理精品课件】(共31张PPT)

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精品教学课件
第十二章 简单机械
第3节
12.3 机械效率
我国许多地方原来都没有
自来水,人们为了食用水,要从
井中打水。如图所示,在这个从
井中提水上来的过程中,人对哪
些物体做了功 这些功都是人们
希望做的吗 对谁做的功才是有用的呢
2. 能设计实验，测定某种简单机械的机械效率；知道提高机械效率的实际意义和方法，有合理改进机械、提高机械效率的意识。
1. 能结合实例认识有用功、额外功和总功；理解机械效率的概念，知道机械效率小于1及没有单位的原因，会利用公式η= 进行相关的计算。
想一想：有哪些办法可以将沙子运上三楼？
知识点 1
有用功和额外功
1. 有用功（W有）：为了达到工作目的，必须做的功。
2. 额外功（W额）：为了达到工作目的，并非我们所需要但又不得不做的功。
3. 总功（W总）：动力所做的所有功。
即有用功与额外功的总和。
W总 = W有 + W额
1、有用功（W有）：对人们有用的功。
计算：提升物体（克服物重做功）：W有＝Gh
水平匀速（克服摩擦做功）：W有＝fS
2 、额外功（W额）：人们不需要但又不得不做的功。
计算：提升物体（只计动滑轮重）：W额＝G动h
斜 面（克服摩擦做的功）：W额＝fL
3 、总功（W总）：有用功与额外功的总和
（运用机械时动力F所做的功）。
计算：滑轮组：W总＝FS [ F=(G+G动)/n；S=nh ]；
斜 面：W总 ＝FL
4 、三者关系： W总＝ W有＋ W额
例1、用水桶从井中提水时，
所做的有用功是 ，
额外功是 ，
总功是 ；
例2、如果桶掉到井里，从井里捞桶时，捞上来的桶里带了一些水，有用功是 ，
额外功是 ，
总功是 。
克服水的重力做功
克服桶的重力做功
拉力所做的功
克服桶的重力做功
克服水的重力做功
拉力所做的功
砂子重100N；桶重20N；人重400N；地面到三楼高6m
总功
=3120J
1、对砂子做功（有用功）
W砂=G砂h=100N×6m=600J
2、对桶做功（额外功）
W桶=G桶h=20N×6m=120J
3、克服自重做功（额外功）
W人=G人h=400N×6m=2400J
砂子重100N；桶重20N；地面到三楼高6m
总功
=720J
1、对砂子做功（有用功）
W砂=G砂h=100N×6m=600J
2、对桶做功（额外功）
W桶=G桶h=20N×6m=120J
砂子重100N；桶重20N；动滑轮重10N；地面到三楼高6m
总功
=780J
1、对砂子做功（有用功）
W砂=G砂h=100N×6m=600J
2、对桶做功（额外功）
W桶=G桶h=20N×6m=120J
3、对滑轮做功（额外功）
W人=G滑h=10N×6m=60J
砂子重100N；动滑轮重10N；口袋重5N；地面到三楼高6m
总功
=690J
1、对砂子做功（有用功）
W砂=G砂h=100N×6m=600J
2、对口袋做功（额外功）
W桶=G袋h=5N×6m=30J
3、对动滑轮做功（额外功）
W人=G滑h=10N×6m=60J
s
h
s=2h=20cm=0.2m
W1＝G·h＝2N × 0.1m=0.2J
W2＝ F·s＝ 1.2N × 0.2m= 0.24J
W1 < W2

探究：使用动滑轮是否省功？
使用动滑轮提升物体时，要克服动滑轮重力、绳子重及摩擦力等做功。
额外功
知识点 2
机械效率
在使用机械工作时，有用功在总功中所占的比例越多越好。它反映了机械的一种性能，物理学中表示为机械效率。
定义：有用功跟总功的比值。
公式：
使用任何机械都不可避免地要做额外功，有用功总是小于总功，所以机械效率总是小于1的。机械效率通常用百分比表示。
忽略绳重与摩擦的影响，则机械效率：
滑轮组的机械效率在数值上等于物重与总重的比值。
滑轮组机械效率的讨论
同一滑轮组，提升的物体越重，机械效率就越高。
提升相同的重物，所用动滑轮越轻，机械效率就越高。
探究实验：测量滑轮组的机械效率
F
【实验原理】
【实验器材】
弹簧测力计、刻度尺、铁架台、滑轮、
细线、钩码
绳端的拉力F、___________、_________________和___________________________。
物体重G
物体上升距离h
绳自由端移动距离s
【需要直接测量的物理量】
实验时拉力的方向应尽量_____________，且应在钩码____________的过程中读取拉力的大小。
竖直向上
匀速移动
注意事项：
实验过程
G/N h/m F/N s/m W有/J W总/J η
1
2
3
F
实验1 保持动滑轮重一定，改变钩码重力
结论：动滑轮重一定，物重越大，机械效率越高。
G/N h/m F/N s/m W有/J W总/J η
1
2
实验2 保持钩码重力一定，改变动滑轮重。
结论：物重一定，动滑轮越重，机械效率低。
F
F
探究：影响斜面机械效率的因素
实验时沿斜面匀速拉动木块，并在拉动中读出拉力的大小。
实验次数 斜面倾斜程度 斜面材料 木块重力G/N 斜面高度h/m 有用功W有/J 拉力F/N 斜面长度s/m 总功W总/J 机械效率
1 较缓 木板 1 0.1 0.1 0.2 0.7 0.14 71.4%
2 较陡 木板 1 0.17 0.17 0.3 0.7 0.21 81%
3 陡 木板 1 0.24 0.24 0.4 0.7 0.24 85.7%
4 棉布 1 0.24 0.24 0.5 0.7 0.35 68.6%
5 毛巾 1 0.24 0.24 0.6 0.7 0.42 57.1%
实验数据
斜面的机械效率与
1. 斜面的粗糙程度有关：同一斜面，拉同一物体，斜面越粗糙，拉力越大，效率越低。
2. 斜面的倾斜程度有关：粗糙程度相同，拉同一物体，斜面越陡（倾角越大），拉力越大，效率越高。
结 论
高效训练
1．有用功越多，机械效率越高 ( )
2．额外功越少，机械效率越高 ( )
3．物体做功越慢，机械效率越低 ( )
4．做总功越多，机械效率越低 ( )
5．做相同的有用功，额外功越少，机械效率越高 ( )
6．做相同的总功时，有用功越多，机械效率越高 ( )
7．用不同的滑轮组，做的有用功相同时，机械效率一定相同( )
8．因有用功总小于总功，所以机械效率总小于1 ( )
9．做的额外功一定时，总功越少，机械效率越高 ( )
10．有用功在总功中占的比例越大，机械效率越高 ( )
×
√
×
√
√
√
×
×
×
×
判断题
2．关于机械效率的说法中正确的是（ ）
A．越省力的机械，效率越高
B．做有用功越多的机械，效率越高
C．做相同的功，额外功的值越小，效率越高
D．做功越快的机械，效率越高
C
3．如图，忽略绳重和摩擦，用拉力F拉着10 N的重物匀速上升，绳子自由端移动1 m，动滑轮重力2 N，求：
（1）拉力F；
（2）物体上升的距离；
（3）有用功，总功，机械效率。
3．如图，忽略绳重和摩擦，用拉力F拉着10 N的重物匀速上升，绳子自由端移动1m，动滑轮重力2N，求：
（1）拉力F；
（2）物体上升的距离；
n = 2,S = 1m
解：
3．如图，忽略绳重和摩擦，用拉力F拉着10 N的重物匀速上升，绳子自由端移动1m，动滑轮重力2N，求：
（3）有用功，总功，机械效率。
解：
≈ 83.3％
方法二:
4．在“测滑轮组机械效率”的实验中，用同一滑轮组进行两次实验，实验数据如下表：
⑴此实验所用滑轮的个数至少是____个，其中动滑轮有_____个。
⑵第一次实验测得滑轮组的机械效率为________，第二次实验时滑轮组的机械效率______第一次的机械效率（选填“大于”、“小于”或“等于”）
次数 钩码重/N 钩码上升高度/cm 弹簧测力计示数/N 弹簧测力计移动距离/cm
1 2 10 0.8 40
2 5 5 1.5 20
3
2
62.5%
大于
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