(共42张PPT)
11.4 机械效率
教科版 八年级下册
制作 高文超
教学目标
1.知识与技能
（1）知道有用功、额外功、总功的含义，指出他们之间的关系。
（2）能结合实例认识什么是有用功、额外功、总功。
（3）理解机械效率的概念，知道机械效率小于1及其没有单位的原因。
（4）会利用公式η=W有/W总进行有关计算。
2.过程与方法
（1）经历测量滑轮组的机械效率的过程。
（2）通过参与探究滑轮组的机械效率的活动，学习拟订简单的科学探究计划和实验方案。
教学目标
3.情感、态度与价值观
（1）关注生产、生活中各种机械的机械效率，具有用机械效率来评价机械的意识。
（2）通过探究活动，进行充分的交流与合作，培养学生严谨求实的科学态度和团结协作的科学精神。
教学重点：
（1）结合实例认识什么是有用功、额外功、总功；
（2）理解机械效率的概念，会利用公式η=W有/W总进行有关计算
教学难点：
分析影响机械效率大小的因素，指出提高机械效率的方法。
新知导入
新知导入
新知导入
新知导入
新知讲解
小明和小聪要把重为100N的沙子运上三楼，可用桶装沙提着从梯级上去；也可以用动滑轮将桶装沙提上去;也可以用动滑轮将袋装沙提上去。
新知讲解
三种办法，哪种办法最好？哪种办法最不好？为什么？
新知讲解
我们的目的是运沙子上楼，所以把重为100N的沙子提高6m所做的功是有用功，是无论采用哪种办法都必须做的功。
沙子要装在桶或口袋里，桶或口袋要由人或通过动滑轮提到楼上，所以，要完成运沙子的有用功，还不得不另外做功，把桶或口袋、人或动滑轮提高6m。这部分并非我们需要但又不得不做的功叫做额外功。三种办法的额外功各不相同。我们一定都希望额外功少一些吧？
新知讲解
实际需要做的功是有用功。用W有表示。不需要但又不得不做的功叫做额外功。用W额表示。有用功与额外功之和叫做总功。用W总表示。
有用功W有=Gh=100N×6m=600J
额外功W额=（G人+G桶）h
=（400N+20N）×6m=2520J
总功W总=W有+W额
=600J+2520J=3120J
新知讲解
实际需要做的功是有用功。用W有表示。不需要但又不得不做的功叫做额外功。用W额表示。有用功与额外功之和叫做总功。用W总表示。
有用功W有=Gh=100N×6m=600J
额外功W额=（G动+G桶）h
=（10N+20N）×6m=180J
总功W总=W有+W额
=600J+180J=780J
新知讲解
在有用功相同，第三种方法所做额外功最小。总功最小。此种方法最后；第一种方法最不好，所做额外功最大、总功最大。
有用功W有=Gh=100N×6m=600J
额外功W额=（G动+G袋）h
=（10N+5N）×6m=90J
总功W总=W有+W额
=600J+90J=690J
新知讲解
物理学中把有用功跟总功的比值叫做机械效率（mechanical efficiency）。机械效率越高，有用功所占的比例越大。
有用功W有， 额外功W额 ，
总功W总=W有+W额
新知讲解
有用功W有=Gh=100N×6m=600J
额外功W额=（G人+G桶）h
=（400N+20N）×6m=2520J
总功W总=W有+W额
=600J+2520J=3120J
新知讲解
有用功W有=Gh=100N×6m=600J
额外功W额=（G动+G桶）h
=（10N+20N）×6m=180J
总功W总=W有+W额
=600J+180J=780J
新知讲解
有用功W有=Gh=100N×6m=600J
额外功W额=（G动+G袋）h
=（10N+5N）×6m=90J
总功W总=W有+W额
=600J+90J=690J
新知讲解
在上述做功过程中，我们并没有考虑与摩擦力有关的额外功，在实际机械中，这部分额外功往往是不可以忽略的，对提高机械效率，更充分地发挥机械设备的作用，有重要意义。
η1=19.2% η2=76.9% η3=87.0%
新知讲解
提高机械效率的主要办法改进结构或减小摩擦。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状态，对于保持和提高机械效率有重要作用。
新知讲解
通常起重机的机械效率是40%～50%，抽水机的机械效率是60%～80%。
新知讲解
通常起重机的机械效率是40%～50%，抽水机的机械效率是60%～80%。
新知讲解
先后按图（a）、（b）、（c）所示三种情况，将实验器材安装好（注意滑轮组的吊线的安装方法）。
材料
刻度尺
弹簧测力计
钩码
铁架台
一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组
两个定滑轮和两个动滑轮组成的滑轮组
长约2m的细线
新知讲解
（a） （b） （c）
新知讲解
（a）
进行实验与收集证据：
1.如图所示，组装滑轮组，匀速上拉弹簧测力计，读出弹簧测力计的示数，测出钩码、绳子末端起始位置对应刻度尺，当钩码上升10cm，测出绳子末端对应刻度数值。算出绳子末端移动距离。
新知讲解
（a）
进行实验与收集证据：
1.如图所示，组装滑轮组，匀速上拉弹簧测力计，测得数据如下：
G=2N， h=10cm
F =0.8N, s=30cm
新知讲解
进行实验与收集证据：
2.如图所示，组装滑轮组，匀速上拉弹簧测力计，读出弹簧测力计的示数，测出钩码、绳子末端起始位置对应刻度尺，当钩码上升10cm，测出绳子末端对应刻度数值。算出绳子末端移动距离。
新知讲解
进行实验与收集证据：
2.如图所示，组装滑轮组，匀速上拉弹簧测力计，测的数据如下：
G=2N ， h=10cm
F =0.6N, s=50cm
新知讲解
进行实验与收集证据：
3.如图所示，组装滑轮组，匀速上拉弹簧测力计，读出弹簧测力计的示数，测出钩码、绳子末端起始位置对应刻度尺，当钩码上升10cm，测出绳子末端对应刻度数值。算出绳子末端移动距离。
新知讲解
进行实验与收集证据：
3.如图所示，组装滑轮组，匀速上拉弹簧测力计，测得数据如下：
G=3N h=10cm
F=0.8N s=50cm
将上述测量数据填入设计表格中，算出有用功、总功、机械效率。
新知讲解
进行实验与收集证据：将测量数据填入设计表格中，算出有用功、总功、机械效率。
滑轮组 钩码重/N 钩码上升高度/m 有用功/J 测力计示数/N 绳子末端移动距离/m 总功/J 机械效率
（a）
（b）
（c）
2
0.1
0.8
0.3
2
0.1
0.6
0.5
3
0.1
0.8
0.5
0.2
0.24
83%
0.2
0.30
67%
0.3
0.40
75%
新知讲解
分析论证：由（a）（b）,提升重物相同时，动滑轮越多，越省力，机械效率反而低。有用功相同时，动滑轮越重，做额外功越多，机械效率越低。
滑轮组 钩码重/N 钩码上升高度/m 有用功/J 测力计示数/N 绳子末端移动距离/m 总功/J 机械效率
（a）
（b）
（c）
2
0.1
0.8
0.3
2
0.1
0.6
0.5
3
0.1
0.8
0.5
0.2
0.24
83%
0.2
0.30
67%
0.3
0.40
75%
新知讲解
分析论证：由（b）（c）, 同一个滑轮组，提升重物越重时，机械效率越高。额外功相同时，做有用功越多，机械效率越高。
滑轮组 钩码重/N 钩码上升高度/m 有用功/J 测力计示数/N 绳子末端移动距离/m 总功/J 机械效率
（a）
（b）
（c）
2
0.1
0.8
0.3
2
0.1
0.6
0.5
3
0.1
0.8
0.5
0.2
0.24
83%
0.2
0.30
67%
0.3
0.40
75%
课堂练习
1.下列说法正确的是 （ ）
A.为实现目的做的功叫做有用功
B.打捞井中水桶对水桶中水做的功是有用功
C.用水桶提水对水桶做的功是有用功
D.推购物车购物对购物车做的功是有用功
A
课堂练习
2.下列说法错误的是 （ ）
A.为实现目的做的功叫做有用功
B.不需要但又不得不做的功叫做额外功
C.有用功与额外功的和叫做总功
D.有用功与额外功的比值叫做机械效率
D
课堂练习
3.下列提高机械效率说法正确的是 （ ）
A.改进机械结构或较小摩擦
B.有用功相同时，增大额外功
C.有用功相同时，增大总功
D.额外功相同时，减小有用功
A
课堂练习
4.如图所示测量滑轮组机械效率装置，说法正确的是（ ）
A.重物上升h,绳子末端上升2h
B.减小提升物重，可提高机械效率
C.增大提升物重，可提高机械效率
D.增大提升高度，可提高机械效率
C
课堂练习
5.如图所示测量滑轮组机械效率装置，当提升物重为2N，弹簧测力计示数为0.8N，说法错误的是（ ）
A.不计摩擦时，动滑轮的重力为0.4N
B.滑轮组的机械效率为83%
C.当提升物重为3N时，机械效率低于83%
D.当提升物重为1N时，机械效率低于83%
C
课堂总结
板书设计
作业布置
1.P89T1
2.家庭作业：P89T2、T3。
P89物理在线 集装箱吊车
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课题 11.4 机械效率
导学目标:
（1）知道有用功、额外功、总功的含义，指出他们之间的关系。
（2）能结合实例认识什么是有用功、额外功、总功。
（3）理解机械效率的概念，知道机械效率小于1及其没有单位的原因。
（4）会利用公式η=W有/W总进行有关计算。
重点：结合实例认识什么是有用功、额外功、总功；理解机械效率的概念，会利用公式η=W有/W总进行有关计算。
难点： 分析影响机械效率大小的因素，指出提高机械效率的方法。
导学方法：实验探究法、讨论法
课 时：1课时
导学过程
课前导学
1．实际需做的功是 功。用 表示。不需要但又不得不做的功叫做 功。用 表示。有用功与额外功之 叫做 功。用 表示。
2. 物理学中把 功跟 的比值叫做机械效率。机械效率越高， 所占总功的比例越 。
3.提升重物相同时，动滑轮越多，越 力，机械效率 。有用功相同时，动滑轮越重，做 越多，机械效率 。
4. 同一个滑轮组，提升重物越重时，机械效率越 。额外功相同时，做有用功越大，机械效率越 。
课堂导学
一、有用功和额外功
1．实际需做的功是 功。用 表示。不需要但又不得不做的功叫做 功。用 表示。有用功与额外功之 叫做 功。用 表示。
一、有用功和额外功
2. 物理学中把 功跟 的比值叫做机械效率。机械效率越高， 所占总功的比例越 。
3.提升重物相同时，动滑轮越多，越 力，机械效率 。有用功相同时，动滑轮越重，做 越多，机械效率 。
4. 同一个滑轮组，提升重物越 时，机械效率越高。额外功相同时，做有用功越 ，机械效率越高。
5.用动滑轮将重100N提升2m时，所用拉力为60N。有用功是 J，总功是 J，机械效率是 。不计摩擦时，动滑轮的重力为 N。
教师引导、学生归纳小结
课堂练习
1. 下列说法正确的是 （ ）
A.为实现目的做的功叫做有用功
B.打捞井中水桶对水桶中水做的功是有用功
C.用水桶提水对水桶做的功是有用功
D.推购物车购物对购物车做的功是有用功
2. 下列说法错误的是 （ ）
A.为实现目的做的功叫做有用功
B.不需要但又不得不做的功叫做额外功
C.有用功与额外功的和叫做总功
D.有用功与额外功的比值叫做机械效率
3. 下列提高机械效率说法正确的是 （ ）
A.改进机械结构或较小摩擦
B.有用功相同时，增大额外功
C.有用功相同时，增大总功
D.额外功相同时，减小有用功
4. 如图所示测量滑轮组机械效率装置，说法正确的是（ ）
A.重物上升h,绳子末端上升2h
B.减小提升物重，可提高机械效率
C.增大提升物重，可提高机械效率
D.增大提升高度，可提高机械效率
5. 如图所示测量滑轮组机械效率装置，当提升物重为2N，弹簧测力计示数为0.8N，说法错误的是（ ）
A.不计摩擦时，动滑轮的重力为0.4N
B.滑轮组的机械效率为83%
C.当提升物重为3N时，机械效率低于83%
D.当提升物重为1N时，机械效率低于83%
课后练习
课后反思
参考答案：
课前导学
1.有用、W有、额外、W额、和、总、W总。2.有用、总功、有用功、高。3.省、越低、额外、越低。4.高、高。
课堂导学
1.有用、W有、额外、W额、和、总、W总。2.有用、总功、有用功、高。3.省、越低、额外、越低。4.重、大。5. 200、240、83.3%、20。
课堂练习
1.A；2.D；3.A；4.C；5.C。
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课题 11.4 机械效率
教学目标:
1.知识与技能
（1）知道有用功、额外功、总功的含义，指出他们之间的关系。
（2）能结合实例认识什么是有用功、额外功、总功。
（3）理解机械效率的概念，知道机械效率小于1及其没有单位的原因。
（4）会利用公式η=W有/W总进行有关计算。
2.过程与方法
（1）经历测量滑轮组的机械效率的过程。
（2）通过参与探究滑轮组的机械效率的活动，学习拟订简单的科学探究计划和实验方案。
3.情感态度与价值观
（1）关注生产、生活中各种机械的机械效率，具有用机械效率来评价机械的意识。
（2）通过探究活动，进行充分的交流与合作，培养学生严谨求实的科学态度和团结协作的科学精神。
教学重点：
（1）结合实例认识什么是有用功、额外功、总功；
（2）理解机械效率的概念，会利用公式η=W有/W总进行有关计算。
教学难点：
分析影响机械效率大小的因素，指出提高机械效率的方法。
实验器材: 滑轮、小桶、塑料袋、细沙、弹簧测力计
教学方法：采用实验探究、讨论归纳的方法。
教学互动设计：
一、创设情景，导入新课
我们知道，使用任何机械都不省功，评判机械性能有什么为标准呢
二、新课讲授，师生互动
（一）有用功和额外功
观察：做功的不同办法
阅读图11-4-2，
有用功W有用：实际需要做的功。提升重物：W有用=Gh。
额外功W有用：我们不需要但又不得不做的功。提升重物：W额外=G动h。克服摩擦做的功。
总功W总：动力所做的功。W额=Fs，或有用功与额外功的和。W总=W有+W额
对沙做的功——有用功,W有用=Gh=100N×6m=600J。
对人做的功——额外功, W额外=G人h。==400N×6m=2400J。
对桶做的功——额外功, W额外=G桶h。==20N×6m=120J。
对袋做的功——额外功, W额外=G袋h。==5N×6m=30J。
（二）机械效率：有用功跟总功的比值。
任何机械所做的有用功只是总功的一部分。有用功所占的比例越大，说明机械的效率越高。物理学中把有用功跟总功的比值叫做机械效率。
强调：
（1）机械效率的符号是η，读作： yita ，常用百分数表示。
（2）η为一比值，没有单位。
（3）在实际机械中，由于机械重力、摩擦力等等因素的存在，额外功是一定存在的，可见η < 1； 只有在理想机械中，机械重力、摩擦力等等因素可以忽略，这时=0 ， η = 100% 。
提高机械效率的主要办法改进结构或减小摩擦。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状态，对于保持和提高机械效率有重要作用。
通常起重机的机械效率是40%～50%，抽水机的机械效率是60%～80%。
实验探究 测量滑轮组的机械效率
材料
刻度尺
弹簧测力计
钩码
铁架台
一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组
两个定滑轮和两个动滑轮组成的滑轮组
长约2m的细线
先后按图（a）、（b）、（c）所示三种情况，将实验器材安装好（注意滑轮组的吊线的安装方法）。
进行实验与收集证据：
如图所示，组装滑轮组，匀速上拉弹簧测力计，读出弹簧测力计的示数，测出钩码、绳子末端起始位置对应刻度尺，当钩码上升10cm，测出绳子末端对应刻度数值。算出绳子末端移动距离。
进行实验与收集证据：将测量数据填入设计表格中，算出有用功、总功、机械效率。
分析论证：由（a）（b）,提升重物相同时，动滑轮越多，越省力，机械效率反而低。有用功相同时，动滑轮越重，做额外功越多，机械效率越低。
由（b）（c）, 同一个滑轮组，提升重物越重时，机械效率越高。额外功相同时，做有用功越多，机械效率越高。
三、板书设计，整体提升
四、大海扬帆，尝试远航
1. 下列说法正确的是 （ ）
A.为实现目的做的功叫做有用功
B.打捞井中水桶对水桶中水做的功是有用功
C.用水桶提水对水桶做的功是有用功
D.推购物车购物对购物车做的功是有用功
2. 下列说法错误的是 （ ）
A.为实现目的做的功叫做有用功
B.不需要但又不得不做的功叫做额外功
C.有用功与额外功的和叫做总功
D.有用功与额外功的比值叫做机械效率
3. 下列提高机械效率说法正确的是 （ ）
A.改进机械结构或较小摩擦
B.有用功相同时，增大额外功
C.有用功相同时，增大总功
D.额外功相同时，减小有用功
4. 如图所示测量滑轮组机械效率装置，说法正确的是（ ）
A.重物上升h,绳子末端上升2h
B.减小提升物重，可提高机械效率
C.增大提升物重，可提高机械效率
D.增大提升高度，可提高机械效率
5. 如图所示测量滑轮组机械效率装置，当提升物重为2N，弹簧测力计示数为0.8N，说法错误的是（ ）
A.不计摩擦时，动滑轮的重力为0.4N
B.滑轮组的机械效率为83%
C.当提升物重为3N时，机械效率低于83%
D.当提升物重为1N时，机械效率低于83%
参考答案：1.A；2.D；3.A；4.C；5.C。
五、作业P89 T1
2.家庭作业：P89T2、T3。
P89物理在线 集装箱吊车
教学反思：
在引入总功时，可用这种方法。第三节，用实验的方法粗略得出计算动力的公式，没有考虑摩擦和机械本身重，是一种理想状况。如果用弹簧测力计来测量，那么测出的动力一定比计算出的理想状况的动力大，它包含了摩擦和机械本身重量的因素，这个动力做的功，就是总功，它包含有用功和额外功。
有用功W有用：实际需要做的功。
提升重物：W有用=Gh。
额外功W有用：我们不需要但又不得不做的功。
提升重物：W额外=G动h。克服摩擦做的功。
总功W总：动力所做的功。W额=Fs，
或有用功与额外功的和。W总=W有+W额
机械效率：有用功跟总功的比值。
公式：
说明：（1）η<1，无单位，读写用百分数。
（2）评判机械性能的标志之一，
效率高，性能好。
测量滑轮组机械效率：匀速上拉弹簧测力计
提高机械效率：改进结构、减小摩擦
有用功相同，减小额外功
额外功相同，增大有用功
机械效率
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