(共23张PPT)
第2课时 机械效率的测量与提高
上坡时走S形路线，利用斜面搬重物到车上，这样都可以省力。
探究简单机械的机械效率
知识点一
实验
测量滑轮组的机械效率
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。
竖直向上，缓慢拉动测力计。
注意事项
一、保持动滑轮重一定，改变钩码重力。
次数 G/N h/m W有/J F/N s/m W总/J η
1
2
3
F
F
结论：动滑轮重一定，物重越大，机械效率越高。
二、保持钩码重力一定，改变动滑轮重。
F
F
次数 G/N h/m W有/J F/N s/m W总/J η
1
2
3
结论： 物重一定，动滑轮越重，机械效率越低。
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。
知识点二
如何提高机械效率
1.测滑轮组机械效率时，克服被提升的物重所做的功为______功，作用在绳子末端拉力做的功为____功，计算滑轮组机械效率的公式η= = 或η= 。
2.影响滑轮机械效率的因素主要有__________、____________、绳重和摩擦等. 对同一滑轮组，提升的物重增大了，其机械效率会_______。
3.影响斜面机械效率的因素有_______________
、________________两个因素。
有用
总
动滑轮的重
提升的物重
增大
斜面的倾斜程度
斜面的粗糙程度
随堂演练
1．图为测量滑轮组机械效率
的实验装置，钩码总重6 N。
（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，若钩码上升的
高度为8cm,则弹簧测力计向上移动______cm,该滑轮组的机械效率为________。
（2）若仅增加钩码的个数，该滑轮组有机械效率将_______（选填：“增大”、“减小”或“不变”）
缓慢
2 .4
24
83.3%
增大
2．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：
（1）此实验所用滑轮的个数至少是____个，其中动滑轮有_____个。
（2）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”）
3
2
62.5%
大于
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、马峰同学想通过实验来探究斜面的机械效率和什么因素有关。他猜想斜面的机械效率可能与斜面的粗糙程度及斜面的倾斜度有关．他设计了如图所示的实验装置，实验中保持木块的拉力与斜面平行，并且匀速拉动木块．
（1）下面是马峰在实验中得到的数据，请你将表中未完成的空格填写完整。
次数 坡度 粗糙度 G/N 高度
h/m 拉力
F/N 斜面长
S/m 有用功
W有/J 总功
W总/J η
（%）
① 30° 粗糙 0.5 0.20 0.35 0.4 0.1 0.14 71%
② 30° 稍光滑 0.5 0.20 0.30 0.4 0.1 0.12 83.3%
③ 60° 粗糙 0.5 0.28 0.45 0.4 0.14 0.18 78%
（2）根据上表的数据，请你帮马峰同学总结得到的实验结论：
结论1：通过对比实验1和2，在斜面坡度和物重一定时，斜面越粗糙，机械效率越低．
结论2：通过对比实验1和3，____________
________________________________________。
（3）你认为该实验中较难控制的操作是
_________________ 。
粗糙程度和物重一定时，斜面的坡度越大机械效率越高
保持匀速拉动木块
4.测滑轮组机械效率时，所用实验装置如图所示．
（1）实验中要竖直向上 ______拉动弹簧测力计．
（2）表中第1次实验数据有错误，改正后计算其机械效率为________ ．
实验次数 物重G/N 物体上升高度h/m 拉力F/N 绳自由端上升距离s/m 机械效率
1 2 0.1 1.1 0.2
2 4 0.1 2.0 0.3 66.7%
匀速
60.6%
（3）比较两次实验的机械效率可得出结论：_________________________________________ .
这里用到的研究方法是 ____ ．（填字母）
A.类比法 B.控制变量法 C.等效替代法
（4）改变图中滑轮组的绕线方法，提起同一重物时，不计摩擦及绳重，滑轮组的机械效率________（填“变大”“变小”或“不变”）．
同一组滑轮，提起的物体越重，机械效率越大
B
不变
教学板书
课堂小结
结论：动滑轮重一定，物重越大，机械效率越高。
结论： 物重一定，动滑轮越重，机械效率越低。
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。
1.某实验小组利用如图所示的装置测滑轮组机械效率，记录数据如下表：
实验序号 钩码重/N 钩码上升的高度/N 拉力/N 绳端移动的距离/m 机械效率/%
① 4 0.1 1.8 0.3 74.1
② 6 0.1 2.4 0.3 —
（1）实验时，应沿竖直方向______拉动弹簧测力计；
（2）第2次实验中，拉力做的总功是____J，滑轮组做的有用功是____J，滑轮组的机械效率η=________（结果保留一位小数）.
（3）由记录数据分析，两次机械效率不同的主要原因是________________.
匀速
0.72
0.6
83.3%
钩码重不同
解析：在探究滑轮组的机械效率时，用弹簧测力计提升重物时应沿竖直方向匀速地拉动物体上升，拉力做的功为总功，对重物做的功为有用
功，滑轮组的机械效率η= = ，所以第二次
的总功W总=2.4N×0.3m=0.72J，第二次做的有用
功为W有=G物h=6×0.1m=0.6J，机械效率η=
= ≈83.3%，通过两次实验比较可得出，滑轮
组所提升的钩码重不同，机械效率不同，钩码越重，机械效率越高.
布置作业
1.从课后习题中选取；
2.完成练习册本课时的习题。
（见教材P88）
习题解答
1.有没有机械效率为100%的机械？为什么？举例说明，通过什么途径可以提高机械效率.
解：没有机械效率为100%的机械，因为使用任何机械都要做额外功，也就是说有用功总小于总功，所以机械效率总小于1.提高机械效率的主要办法：改进机械的结构，例如提水时用容积较大而重量较轻的水桶;按规程进行保养，合理使用以减少摩擦等.
2.一台起重机将3600 N货物提高4 m，起重机做的有用功是多少？如果额外功是9600 J，总功是多少？机械效率是多少？起重机所做的额外功是由哪些因素引起的？
解：起重机做的有用功是：
W有=Gh=3600N×4m=14400J.
总功是：W总=W有+W额=14400J+9600J=24000J.
机械效率：η= = =60%.
起重机提升装货物用的容器所做的功、各部件之间的摩擦做的功等都是额外功.
3.在斜面上将一个重4.5 N的物体匀速拉到高处，沿斜面向上的拉力为1.8 N，斜面长1.2 m、高0.3 m.把重物直接提升h所做的功作为有用功，求这个斜面的机械效率.
解：斜面的机械效率η=Gh/（Fs）=4.5N×0.3m/（1.8N×1.2m）=62.5%.(共27张PPT)
第1课时 机械效率及其计算
第3节 机械效率
学习目标
1.结合实例了解什么是有用功、额外功和总功.
2.理解什么是机械效率.提高机械效率的方法。
学习重点
理解机械效率的概念，理解额外功产生的原因，并能运用公式η = 进行计算.
有用功、额外功、总功
知识点一
要把一堆沙子运到楼上，你有哪些方法
有用功 W有用：为了达到某一目的必须做的功.
如：对沙子做功
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.
如：对桶和动滑轮做功
总功W总：有用功与额外功的总和.
W总= W有用+W额外
使用动滑轮是否省功
G/N h/m W直/J F/N s/m W机/J
2 0.1 0.2 1.2 0.2 0.24
实验结果
有用功
总功
实验结果表明，尽管使用动滑轮会省力，但由于滑轮本身所受的重力以及摩擦等因素的影响，我们要多做功。
认识机械效率
知识点二
在使用机械工作时，有用功在总功中所占份额越多越好。它反映了机械的一种性能，物理学中表示为机械效率。
1．定义：有用功跟总功的比值。
2．公式：
3．用百分数表示。总小于1。
例题 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。
探究简单机械的机械效率
知识点三
实验
测量滑轮组的机械效率
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。
竖直向上，缓慢拉动测力计。
注意事项
一、保持动滑轮重一定，改变钩码重力。
次数 G/N h/m W有/J F/N s/m W总/J η
1
2
3
F
F
结论：动滑轮重一定，物重越大，机械效率越高。
二、保持钩码重力一定，改变动滑轮重。
F
F
次数 G/N h/m W有/J F/N s/m W总/J η
1
2
3
结论： 物重一定，动滑轮越重，机械效率越低。
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。
知识点四
如何提高机械效率
1.为达到某一目的必须做的功叫________；并非我们需要，但又不得不做的功叫________；使用机械时，动力所做的功叫______，它是________和________之和.三者的关系用字母表示：_________
________________。
2.物理学中，将______与______的比值叫做机械效率，用字母____表示，则机械效率的计算公式是________.
有用功
额外功
总功
有用功
额外功
W总=W有+W额
W有
W总
η
η=
3.由于任何机械本身都有______，转动部分都存在着______，所以使用任何机械都不可避免地要做额外功，因此机械效率总是______1，使用任何机械不省____.
重力
摩擦
小于
功
1.测滑轮组机械效率时，克服被提升的物重所做的功为______功，作用在绳子末端拉力做的功为____功，计算滑轮组机械效率的公式η= = 或η= 。
2.影响滑轮机械效率的因素主要有__________、____________、绳重和摩擦等. 对同一滑轮组，提升的物重增大了，其机械效率会_______。
3.影响斜面机械效率的因素有_______________
、________________两个因素。
有用
总
动滑轮的重
提升的物重
增大
斜面的倾斜程度
斜面的粗糙程度
上坡时走S形路线，利用斜面搬重物到车上，这样都可以省力。
随堂演练
1．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
2.下列说法中正确的是（ ）
A.机械效率越高，机械做功一定越快
B.做功越多的机械，机械效率一定越高
C.功率越大的机械，机械效率一定越高
D.做功越快的机械，功率一定越大
D
解析：功率是表示机械做功快慢的物理量，功率大只表示机械做功快;机械效率是表示机械对总功利用率高低的物理量，机械效率高只表示机械对总功的利用率高.功率大的机械，机械效率不一定高;机械效率高的机械，功率也不一定大，所以A、C选项错误.做功越多的机械，有用功与总功的比值不一定大，机械效率不一定高，所以B选项错误.做功越快，功率一定越大，因为功率是表示做功快慢的物理量，所以D选项正确.
3.判断正误
（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）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）机械效率越高，越省力 （ ）
√
√
×
×
×
×
×
4.用500N的力拉着滑轮组绳子的自由端移动8m,可将滑轮组悬挂的重为1500N的物体匀速提高2m,则额外功占总功的百分比是（ ）
A.25% B.75% C.15% D.85%
A
解析：提升重物做的功为有用功
W有=Gh=1500N×2m=3000J,
拉力做的功为总功
W总=Fs=500N×8m=4000J.
故额外功W额=W总-W有=4000J-3000J=1000J，所以额外功占总功的百分比为 =25%.
教学板书
课堂小结
机械效率
η<1
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
A
B
C
D
布置作业
1.从课后习题中选取；
2.完成练习册本课时的习题。
（见教材P88）
习题解答
4.用一个动滑轮在5 s内将一重为200 N的物体匀速向上提起3 m，拉力为150 N.这个动滑轮的机械效率是多少？拉力的功率有多大？
解：机械效率η= = ≈66.7%.
拉力的功率P= = =180W.
