2021-2022学年教科版八年级物理下册11.4机械效率(共49张PPT)

(共49张PPT)
复习
2、功的计算公式：
W=Fs
把物体举高： W=Gh
1、功的符号：
单位：
W
J
如图，用55 N的力拉绳子，提起重100N的重物，使重物升高2m。不计绳 重与摩擦。求：（1）动滑轮有多重？（2）拉力做多少功 （3）如用手直接提起做多少功？
W2=Gh=100N×2m=200J
W1=FS=55N×4m=220J
利用机械做的功大于不用机械直接用手做的功！
为什么？
解：G动＝2F－G＝2 × 55N－100N＝10N
S=2h=2×2m=4m
F
要把重20N的水提到4m高的楼上，
你选哪个桶子
1号桶子重10N
2号桶子重5N
有用功:对人们有用的功.
总 功:有用功加额外功.
额外功:对人们没有利用价值而又
不得不做的功.
W总=W有+W额
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
目的：提水
提水所做的功是有用功;
提水桶所做的功是额外功。
思考：
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
目的：捞桶
提水桶所做的功是有用功;
提水所做的功是额外功。
思考：
用5N重的桶子把重20N的水提到4m高的楼上，做的有用功是多少 额外功是多少
总功是多少 其中有用功占了百分之多少？
W有用=G水h=20N×4m=80J
W额外=G桶h=5N×4m=20J
W总=W有+W额外=80J+20J＝100J
80﹪
二、机械效率
有用功跟总功的比值叫机械效率
有用功总小于总功，所以机械效率总小于100%
思考:机械效率会大于100%吗？为什么？
公式：
机械效率一般用百分数表示，没有单位
若Ｗ额外＝０（理想状态）则Ｗ总＝Ｗ有用 η＝100%
离心式水泵60%－80%
起重机40%－50%
电动机 80%－90%．
1804年发明的蒸汽机车
蒸汽机的效率通常只有6%－15%
例1.一台起重机将重3600N的货物提高10m。如果额外功是24000J，起重机做的有用功是多少？总功是多少？机械效率是多少？
解：W有用=Gh=3600N×10m=36000J
W总=W有用 +W额外=36000J+24000J＝60000J
η = = ×100% = 60%
W有
W总
36000J
60000J
例2.通过一动滑轮用50N的拉力提起重为90N的重物，使重物提高2m。
（1）绳子自由端移动了多远？
（2）拉力做了多少功？
（3）做了有用功是多少？
F
s=2h＝2 ×2m=4m
W=Fs=50N×4m=200J
W有用=Gh=90N×2m=180J
总功是多少 机械效率是多少？
90﹪
1、通过一动滑轮用60 N的拉力提起重为100N的重物，使重物提高2m。该滑轮的机械效率是多少？额外功是多少
W有用=Gh=100N×2m=200J
W总=FS=60N×4m=240J
解：S=2h=2×2m=4m
F
W额外=W总－W有用=240J－200J＝40J
η= = ×100% = 83.3%
W有
W总
200J
240J
2、如图所示的滑轮组匀速提升物体．已知物重G=240N，手的拉力F=100N，手上升距离为30cm,则有用功是多少 该滑轮组的机械效率是多大
解: h = s =10cm=0.1m
1
3
W有 =G h =240 N×0.1m=24J
W总=FS=100 N×0.3m=30J
η= = ×100%=80%
W有
W总
24J
30J
G
F
G
F
s=3h
复习：滑轮组的特点
（1）F =（ G物 ＋ G动）/n
（不计绳重与摩擦）
（2）S绳 = n×h物
F = （G物+G动）
1
3
3、如图每个滑轮的重为200N，重物G的重量为1200N，绳索重及摩擦均不计。则：
（1）人在匀速提升重物时所用拉力为多大？
（2）重物被匀速提起1m的过程中，人所做的总功为多大？
（3）此时滑轮组的机械效率为多大？
(3)W有用 =G h =1200 N×1m=1200J
W总=FS=700 N×2m=1400J
η= = ×100%=85.7%
W有
W总
1200J
1400J
（2）S=2h=2×1m=2m
（1）F = （G物+G动）＝700N
1
2
了解机械效率η：
（1）机械效率总小于1。
（2）机械效率是个比值，没有单位，
通常用百分数来表示。
起重机的机械效率：40-50%
滑轮组的机械效率：50-70%
抽水机的机械效率：60-80%
第十一章 机械与功
四、机械效率
第二课时
提出问题：同一个机械的机械效率是否是一定的？
猜想：
1、同一机械，机械效率是一定的。
2、同一机械，机械效率不是一定的。
制定计划与设计实验：
讨论：
1、测量滑轮组机械效率的原理是什么？
W有
W总
h
=
=
Gh
Fs
需要测量哪些物理量？
2、测量滑轮组机械效率需要测量的物理量有哪些？
G :物体的重力
h :物体升高的高度
F :绳子自由端的拉力
s : 绳子自由端移动的距离
实验中要用到哪些器材？
3、测量滑轮组机械效率需要用到的器材有哪些？
刻度尺、钩码、弹簧测力计
滑轮组、铁架台等
1、测出钩码的重力G，并记录表中
2、如图，把滑轮组和刻度尺安装好，从刻度尺读出钩码和弹簧测力计 的位置
3、匀速拉动弹簧测力计，使钩码G匀速上升，读出弹簧测力计所示拉力F的值 ，从刻度尺读出钩码升高的距离h和绳子自由端移动的距离S，记录数据在表格中。
4、算出总功、有用功和机械效率
实验步骤
滑轮组 钩码重/N 钩码上升高度/m 有用功/J 弹簧测力计示数/N 绳子自由端移动距离/m 总功/J 机械效率
（a）
（b）
（c）
(a)
(b)
(c)
交流讨论
1、在提升钩码的过程中，应注意什么？
2、同一个滑轮组挂不同质量的钩码时，
机械效率相同吗？
3、（a）、（b）两个滑轮组都挂相同的钩码时，机械效率是否相同？
要匀速提升钩码
不相同，钩码质量越大，机械效率越高
不相同，动滑轮越多，机械效率越低
如何提高滑轮组的机械效率？
结论：同一机械机械效率不总是一定的。
滑轮组的机械效率与哪些因素有关？
机械效率与物重有关。
机械效率还与动滑轮的自重和绳子的摩擦有关。
即时练习：
1、用不同的滑轮组提升同一重物时，机 械效率 ，动滑轮多的做的 功多，机械效率 （填高或低）
2、用同一滑轮组提升不同重物时，机械效率 ，重物越重做的 功多，机械效率 （填高或低）。
3、滑轮组提升重物时，机械效率的高低与 、 、以及
有关。
不同
额外
低
不同
有用
高
动滑轮重力
摩擦力
提升物体的重力
4.如图为测量滑轮组机械效率的实验装置，钩码重3N。
（1）实验时要竖直向上
_____拉动弹簧测力计，
由图可知拉力大小为___N。
若弹簧测力计向上移动15cm,
该滑轮组的机械效率为____。
（2）若仅增加钩码的个数，
该滑轮组的机械效率将
_____（增大/减小/不变）
匀速
1.2
83.3%
增大
1
2
1
2
5.对于同一个机械，如果拉不同重量物体，
机械效率为什么不同？
对于同一个机械，机械的自重和摩擦不变，所以机械的额外功不变。
所挂的重物越大，有用功越多，则有用功所占的比例越大。
所以，对于同一个机械，所挂的重物越重，机械效率越高。
提高机械的机械效率的两条途径：
1、增大有用功所占的比例：
额外功一定时，增加有用功。
2、减小额外功所占的比例：
有用功一定时，减小额外功。
增加物重。
减小动滑轮的自重和绳子的摩擦。
即时总结
哪些具体措施可以提高机械的效率？
2、改进机械的结构，减小机械自重
1、减小机械间的摩擦力。
　例如：动滑轮太重，使滑轮组机械效率很低，换用较轻滑轮就可提高其机械效率。
例如：加强机械运动部位的润滑.
3、增加物重。
机械效率与省力多少无关、与功率大小无关、与重物被提升的高度无关！
1.甲机械的机械效率比乙机械的机械效率高，表明 ( )
A.甲的有用功比乙的有用功多
B.做相同的总功,甲的有用功比乙的有用功少
C.甲的总功比乙的总功少
D.做相同的总功,甲的有用功比乙的有用功多
D
2、为了提高滑轮组的机械效率，以下做法中正确的是（ ）
C、增加承担物重的绳子股数；
B、以较慢的速度匀速提升重物；
A、以较快的速度匀速提升重物；
D、把滑轮做得更轻巧，减小滑轮在 转动过程中的摩擦；
D
如果要测出某滑轮组的机械效率，起码要测出哪些物理量？
计算公式是什么？
实验原理
滑轮组的效率与货物升高的高度有关吗？多做有用功一定能提高机械的效率吗？
3、请你判断：下面说法中是否正确？
（1）有用功越多，机械效率越高（ ）
（2）物体做功越慢，机械效率越低（ ）
（3）做相同的有用功，额外功越少，机械效率越高（ ）
（4）机械效率越高，越省力（ ）
√
×
×
×
4．用所示装置提升重为900N的物体，加在绳自由端的拉力大小为400N时恰好可以使物体匀速上升．
（1）求此时滑轮组机械效率
（2）若不计绳重和摩擦，求动滑轮的重量
（3）若提升的重物改为1200N，此时滑轮组的机械效率又为多少？
（4）在（3）问中需要在绳自由端加多大的拉力才能将物体匀速拉起？
5．如图用40N的拉力使物体匀速上升，不计绳重和摩擦，整个装置的机械效率为75%．求：（1）物体和动滑轮的重各是多少？（2）若绳能承受的最大拉力为50N，此装置的机械效率最大可提高到多少？
本课小结
测量原理：
W
W
h
=
有
总
=
Gh
Fs
G ---- 物体的重力
h ---- 物体升高的高度
F ---- 绳子自由端的拉力
s ---- 绳子自由端移动的距离
实验器材：刻度尺、弹簧测力计、
滑轮组、钩码、铁架台等。
滑轮组水平拉动物体时，求η：
W有用＝ f s物
W总 ＝ F s绳
S绳= ns物
再攀高峰
6、用所示滑轮组拉着一重为100牛的物体A沿水平面做匀速运动，所用拉力F的大小为40牛．
（1）不计轮和绳的重力以及摩擦，求：物体A所受的摩擦力．
（2）若滑轮组的机械效率为80%，求：物体A所受的摩擦力．
7、一辆汽车不小心开进了泥潭中，司机取来一套滑轮组欲将汽车从泥潭中拉出，如下图所示。若车重为8×104N，汽车受到的阻力为车重的0.03倍，滑轮组的机械效率为80％，问：（1）该司机至少需用多大的力才能将汽车从泥潭中拉出？（2）若拉动汽车时，汽车前进的速度为0.1m/s，则司机做功的功率是多少？
8 ．如图，用滑轮组拉着重为600N的物体沿水平方向向右匀速移动了8m，拉力F 做的功为1280J（不计绳重和摩擦）
求：（1）拉力的大小；
（2）若动滑轮重为12牛，
此机械的效率为多少？
F
斜面的机械效率：
F
S
h
G
F
W有用＝G h
W总 ＝ F s
W额外= f s
5、如图所示，斜面长10m，高2m，工人用500N的拉力沿斜面把重1500N的物体匀速拉到斜面顶端，求：（1）工人做的有用功、总功、和额外功；（2）物体与斜面的摩擦力；（3）斜面的机械效率。
F
2m
6、如图所示，斜面长10m，高2m，工人要沿斜面把重1500N的物体匀速拉到斜面顶端，若斜面的机械效率为75%，求：（1）工人做的有用功、总功、和额外功；（2）工人所用的拉力和物体与斜面的摩擦力。
F
2m
小结：
1、有用功、额外功、总功
2、机械效率
3、斜面的机械效率与坡度有关