第十二章简单机械第3节《机械效率》课件2021-2022学年人教版八年级物理下册（共28张PPT）

(共28张PPT)
第十二章 简单机械
第3节 机械效率
生活中我们常常会遇到“效率”这个词，例如学习效率，工作效率等。利用机械帮助我们完成某项任务，也会涉及效率问题。
直接提升物体做功，与使用机械提升物体做功相同吗？
实验 使用动滑轮是否省力
如图甲，用弹簧测力计将钩码缓慢地提升一定高度，计算拉力所做的功。
如图乙，用弹簧测力计并借助一个动滑轮将同样的钩码缓慢地提升相同的高度，再次计算拉力所做的功。
直接提升
F=
S=
W=
使用滑轮提升
F=
S=
W=
使用滑轮提升所做的功要比直接提升所做的功多
有用功 W有用：为了达到某一目的必须做的功.
额外功 W额外：为了达到某一目的的过程中，并非我们需要但又不得不做的功.
总功 W总：有用功与额外功的总和.
W总= W有用+W额外
克服动滑轮、绳子的重力和绳与轮摩擦等而做的功
例如提升物体所做的功
看下面的实验，思考以下问题：
F甲
G
G
认识机械效率
我们发现
1、两次拉力所做的功不一样，因为第二次要克服滑轮重做额外功。
2、使用动滑轮会省力，但不会省功。
使G上升同样的高度。
在生活中，我们总希望额外功在总功中所占的比例越小越好，即有用功所占的比例越大越好，我们把有用功在总功中所占的比例叫机械效率。
机械效率：有用功跟总功的比值。
注：机械效率一般用百分数表示，一般小于1，理想状态，忽略机械自重和摩擦，效率为1
公式：η＝　　　　　　　　　　
W有用
W总
W有用
W有用+W额外
＝
1. 起重机把质量为0.5t的重物匀速提升了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。
解 起重机把质量提升重物所用的力与物体所受的重力大小相等
起重机提升重物所做的功是有用功
起重机的电动机所做的功是总功
因此，起重机的机械效率
F
实验原理
实验器材
注意事项
弹簧测力计、刻度尺、
铁架台、滑轮、细线、钩码。
竖直向上，缓慢拉动测力计。
测量滑轮组的机械效率
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 η
1
2
3
结论：动滑轮重一定,物重越大，机械效率越高。
F
实验2 保持钩码重力一定，改变动滑轮重。
F
F
G/N h/m F/N s/m W有/J W总/J η
1
2
结论： 物重一定，动滑轮越重，机械效率低。
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）
提高机械效率的方法
减轻机械自重;
减小机械间的摩擦(加润滑油);
允许情况下增加物重。
2.一物重为80N的货物用如图所示的滑轮组提升了5m，拉力F的大小为60N,该滑轮组的机械效率是多少？g取10N/kg。
3.一重20N的货物用5N的滑轮组提升了提升到一定高度，该滑轮组的机械效率是多少？g取10N/kg。
4.(2017·遵义)建筑工人用如图所示的滑轮组，在4 s内将重为1 500 N的物体沿水平方向匀速移动2 m的过程中，所用的拉力大小为375 N，物体受到水平地面的摩擦力为物重的0.4倍．在此过程中下列说法正确的是(　 　)A．绳子自由端沿水平方向移动了6 m　 B．物体受到的拉力为750 NC．拉力F的功率为750 W D．滑轮组的机械效率为80%
5.(2020·衡阳)近期我国长江中下游许多省份因连续大雨发生洪涝灾害，抗洪抢险小分队成员李军在一次行动中需要帮老百姓把一个质量为240 kg的重物搬到2 m高的车上，为了省力采用5 m的长木板搭了一个斜面(如图所示)，用1 200 N的力用了5 min匀速将重物推到车上．关于此简易斜面装置，下列说法中正确的是(g取10 N/kg) (　 　)A．他对重物做了4 800 J的功B．他做功的功率为16 WC．此次简易斜面装置的机械效率为50%D．斜面是一种省力杠杆
6．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
7.如图所示用滑轮或滑轮组（单个滑轮的型号、重力相等）提起同一重物，其中机械效率最高的是（ ）
解析：机械的自身重力影响机械效率的大小，那么用定滑轮、动滑轮分别提起同一物体时，定滑轮的机械效率大些.
B
8.(2021·遂宁)涪江六桥建筑工地上矗立的塔吊，是用电动机来带动滑轮组提升重物的设备．如何提高滑轮组机械效率，节约电能呢？为此同学们进行了“影响滑轮组机械效率因素”的实验探究，用到的装置如图，实验数据记录如下表所示：
实验次数 钩码重G/N 钩码上升高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动距离s/m 机械效率η
1 2 0.1 1.2 0.3 55.6%
2 2 0.2 1.2 0.6 55.6%
3 4 0.1 1.9 0.3 70.2%
4 4 0.1 1.3 0.5 61.5%
(1)实验中应沿竖直方向匀速 拉动弹簧测力计．(2)分析表中数据可知：第4次实验是用丙 图所示装置来完成的．(3)通过比较1、2两次实验数据可得出：使用同一滑轮组提升相同重物，滑轮组的机械效率与重物上升高度无关 ．(4)通过比较1、3 (填实验次数的序号)两次实验数据可得出：同一滑轮组提升的物体越重，滑轮组机械效率越高．(5)通过比较3、4两次实验数据可得出：不同滑轮组提升相同重物，动滑轮越重机械效率越 小．
匀速
丙
无关
1、3
越小
(6)(多选)为提高滑轮组机械效率节约电能，根据以上结论和生活经验，你建议可采取的措施有AB C.A．减轻动滑轮重 B．增加所提物体重C．机械加润滑油
D．增加重物上升高度
ABC
9.(2021·郴州)如图所示是小林同学组装的提升重物的装置，动滑轮重80 N，不计绳重和摩擦．在拉力F的作用下，将重为320 N的重物经过20 s匀速提升了3 m．求：(1)拉力F的大小；(2)拉力F做功的功率；(3)此过程动滑轮的机械效率．
10.(2020·毕节)质量为60 kg的工人用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼，滑轮组的机械效率随货物重力变化的图象如图乙．(机械的摩擦力及绳重忽略不计，g取10 N/kg)求：(1)若工人在1 min内将货物匀速向上提高了6 m，作用在钢绳上的拉力为400 N，拉力的功率；(2)动滑轮受到的重力；
(3)该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，若要工人不被拉离地面，此滑轮组机械效率的最大值．