12-3机械效率（课件）八年级物理下册同步精品备课（人教版）(共31张PPT)

(共31张PPT)
12.3机械效率
1.会结合实际分析有用功、额外功和总功。
教学目标
一
3.会根据要求组装和使用滑轮组。
2.能说出机械效率的含义，且清楚机械效率总小于1。
3.会利用机械效率的公式进行计算。
课题导入
二
用夹子夹核桃
用鱼竿钓鱼
不同方式提升相同的物体，所做的功是否相同？
想一想
有用功和额外功
三
【实验探究一】利用动滑轮提升重物是否省功？
实验器材
弹簧测力计、砝码、动滑轮、线等
实验方法
比较直接用手提升物体所做的功和使用动滑轮提升物体所做的功的大小。
W1
W2
轴
F动
G
匀速向上提升砝码过程中
W1＝F动×h＝Gh
W2＝F拉×s
F拉
有用功和额外功
三
轴
G/N 2 4 4
h/m 0.05 0.05 0.1
F/N 1.2 2.2 2.2
s/m 0.1 0.1 0.2
W1/J
W2/J
0.1
0.12
0.2
0.22
0.4
0.44
W1＜W2
结果表明：
实验数据记录：
有用功和额外功
三
轴
【实验探究二】使用费力杠杆提升重物是否省功？
实验器材
弹簧测力计、砝码、杠杆、线等
实验方法
比较直接用手提升物体所做的功和使用费力杠杆提升物体所做的功的大小。
W1
W2
O
有用功和额外功
三
轴
匀速向上提升砝码过程中
W1＝F杠×h＝Gh
W2＝F拉×s
F杠
G
F拉
有用功和额外功
三
轴
轴
G/N 2 4 4
h/m 0.1 0.1 0.2
F/N 5 9 9
s/m 0.05 0.05 0.1
W1/J
W2/J
0.2
0.25
0.4
0.45
0.8
0.9
W1＜W2
结果表明：
实验数据记录：
有用功和额外功
三
轴
结论：
直接提升物体所做的功小于使用机械提升物体所做的功（大量实验表明）。
使用任何机械均不省功
有用功和额外功
三
三种功：
总功：有用功加额外功是总共做的功。
有用功：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。
实现目的而做的功
不需要但又不得不做的功。
动力对机械所做的功。
W总=W有用+W额外
有用功和额外功
三
机械效率
四
机械效率
在使用机械工作的时候，有用功在总功中所占份额越多越好。他反应机械的性能要求，物理学中表示为机械效率。
定义
公式
η总小于1。用百分数表示。
有用功与总共的比值。
η
＝
W总
W有用
＝
W有用
W有用+W额外
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
轴
F
η＝　　　　　　　　　　
W有用
W总
总功：对机械的拉力F所做的功
h
G
T
W总＝Fs
有用功：机械对物体的拉力T所做的功
匀速竖直向上提升物体时W有用＝Th＝Gh
s
总功
有用功
机械效率
四
轴
【实验】测量滑轮组的机械效率
实验原理：
匀速竖直向上提升物体
η＝　　　　　　　　　　
W有用
W总
＝
Th
Fs
＝
Gh
Fs
物理量：钩码重G、钩码上升高度h、拉力F、绳自由端移动
距离s、有用功W有用、总功W总、机械效率η
实验器材：
弹簧测力计、刻度尺、钩码、铁架台、滑轮、细绳等
机械效率
四
轴
缓慢匀速竖直向上拉动弹簧测力计，并读出示数。
注意事项：
机械效率
四
轴
G/N h/m W有/J F/N s/m W总/J
4 0.05 0.2 1.7 0.15 0.255
4 0.05 0.2 1.1 0.25 0.275
实验数据记录：
η
78.4%
72.7%
省力的滑轮组，机械效率不一定高
机械效率
四
【实验探究】影响滑轮组的机械效率的主要因素
η
W有
W总
W额
W有
G动h
克服摩擦和绳重所做的功
Th
Th
G
F
机械效率
四
轴
猜想：
机械效率η与钩码重G、动滑轮重G动、钩码上升高度h、等因素有关。　
方法：
控制变量法
G
F
机械效率
四
轴
1.探究滑轮组机械效率与物体上升的高度是否有关
G/N h/m W有/J F/N s/m W总/J
一定一动 4 0.05 0.2 1.7 0.15 0.255
一定一动 4 0.1
η
78.4%
结论 ：滑轮组机械效率与物体上升的高度无关。
78.4%
0.4
1.7
0.3
0.51
控制变量法：保持滑轮组和物重不变，只改变物体上升高度。
机械效率
四
轴
轴
2.探究滑轮组机械效率是否与提升的物重有关
G/N h/m W有/J F/N s/m W总/J
一定一动 4 0.05 0.2 1.7 0.15 0.255
一定一动 6 0.05
η
78.4%
结论 ：滑轮组机械效率与提升的物重有关。
83.3%
0.3
2.4
0.15
0.36
控制变量法：保持滑轮组不变，只改变物重。
机械效率
四
轴
G/N h/m W有/J F/N s/m W总/J
1 0.1 0.2 0.5 0.3 0.15
2 0.1 0.2 0.9 0.3 0.27
3 0.1 0.3 1.3 0.3 0.39
η
66.7%
74.1%
76.9%
多次测量数据对比
相同的滑轮组提升不同的重物时，物重越重，机械效率越高。
机械效率
四
轴
轴
轴
3.探究滑轮组机械效率是否与动滑轮的重有关
G动/N G/N h/m W有/J F/N s/m W总/J
4 0.05
4 0.05
η
78.4%
结论 ：滑轮组机械效率与动滑轮的重有关。
70.2%
0.2
1.7
0.15
0.255
控制变量法：保持提升的物重不变，只改变动滑轮的重。
0.2
1.9
0.15
0.285
0.3
1.2
机械效率
四
影响滑轮组的机械效率的主要因素
G
F
提升物体的重力————G物
动滑轮的重力————G动
机械效率
四
轴
滑轮组 50%—70%
起重机 40%—50%
抽水机 60%—80%
离心式水泵 60%－80%
使用机械时，要充分发挥机械设备的作用，需要减小额外功以提高机械效率。
常见机械的效率
机械效率
四
轴
提高机械的效率的意义：
节能、减排
提高经济效益
提高机械的效率的主要方法：
改进结构，使机械更合理、更轻便
经常保养，使机械保持良好的运行状态
机械效率
四
随堂练习
五
1．使用简单机械时，以下说法正确的是（ ）
A．使用省力杠杆时，不仅能省力，还能省功
B．使用动滑轮时，不仅能省力，还能省功
C．使用任何实际机械做的功总比人不用机械直接做功多
D．使用任何简单机械都不能省功
CD
练一练
轴
2．两台机械，甲机械效率为80％，乙机械效率为60％，下列说法正确的( )
A．甲机械一定比乙机械省力
B．做相同的总功，甲机械的有用功少
C．甲机械做的有用功一定比乙机械的多
D．有用功相同时，乙机械所做的总功多
D
随堂练习
五
轴
3．下列关于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，额外的功的值越小，效率越高
D．做功越快的机械，效率越高
C
随堂练习
五
轴
4．为了测量滑轮组的机械效率，小阳利用如图所示的滑轮组进行实验。
（1）在实验中，应竖直向上___________拉动弹簧测力计。
（2）下表是小阳测量并记录的部分实验数据：
①请你根据图中的情景，将小阳测出的实验数据补充完整。
②请你根据相关数据，计算小阳对滑轮组所做的功W=______J，该滑轮组的机械效率η= _______。
匀速缓慢
1.6
0.096
62.5%
随堂练习
五
5.起重机把质量为0.5t的重物匀速提升3m，而它的电动机所做的功是3.4×104J，起重机的效率是多少？g取10N/kg。
已知：m=0.5t=500kg h=3m W总=3.4×104J
求：η=？
解：
G=mg=500kg×10N/kg=5×103N
∵匀速提升重物 ∴F=G=5×103N
W有用=Fh=5×103N×3m=1.5×104J
η＝ ＝ ≈44.1%　　　　　　　　　　
W有用
W总
1.5×104J
3.4×104J
答：起重机的效率为44.1%
随堂练习
五
课堂小结
六
轴
定滑轮与动滑轮
有用功
对人们有用的必须要做的功
并非我们需要但又不得不做的功
有用功与额外功的总和
有用功跟总功的比值叫做机械效率
机械效率总小于1
机械效率
额外功
总功
W有用
W总
η＝
三种功
测量机械效率
测量滑轮组的机械效率
测量斜面的机械效率
机械效率