初中物理人教版八下12.3机械效率课件(共24张PPT)

(共24张PPT)
12.3 机械效率
小明家最近买了一套新房，家在三楼。想把洗手间、厨房装修一下，需把沙子运到三楼。请同学们根据需要，选择机械帮助小明家解决这个问题，看看哪个小组的办法最好？
如图所示的三种方法可供参考：第1种是人直接提着沙子上楼；第2种是把沙子放进桶里，人通过动滑轮把沙子拉上楼；第3种是把沙子放进质量较小的袋子里，人通过动滑轮把沙子拉上楼。请学生发表自己的见解，提出各种方案。并对各个方案进行讨论，比较优缺点。
学习目标
1.知道有用功、额外功、总功的含义，知道他们之间的关系。
2.知道机械效率的概念，能结合具体实例认识什么是有用功、额外功、总功，会计算机械效率。
3.通过实验了解滑轮组机械效率的高低与物体重力的大小有关，知道提高机械效率的方法。
4.经历探究滑轮组机械效率的过程。通过探究，培养学生拟定简单的科学探究计划和实施试验方案的能力。
一、有用功和额外功
　 直接提升物体做功，与使用机械提升物体做功相同吗？
　提出问题：
一、有用功和额外功
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
　结论：使用动滑轮比直接提升物体不省功。
　推论：使用任何机械不省功。
实 验
一、有用功和额外功
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
额外功：由于机械自重和摩擦等因素影响，
而不得不做的功（无用付出）。
有用功：直接对物体所做的功（工作目的）。
总功：利用机械所做的功（实际付出）,即有
用功加额外功是总共做的功。
即：W总=W有用+W额外
一、有用功和额外功
拓展：三种机械各种功的比较
机械功 杠杆 滑轮组(提重物) 斜面
有用功 W有用＝Gh W有用＝Gh W有用＝Gh
额外功 克服杠杆本身重力、摩擦力所做的功 W额外＝W总－W有用 克服动滑轮重、绳重、摩擦力所做的功 ①W额外＝W总－W有用 ②若不计绳重、摩擦力，W额外＝G动h 克服摩擦力所做的功
①W额外＝W总－W有用
②W额外＝ fL
总功 W总＝Fs W总＝Fs W总＝FL
二、机械效率
注：机械效率一般用百分数表示，没有单位。
在保证所做有用功一定的情况下，人们总是希望额外功越少越好。即额外功在总功中所占的比例越少越好。物理学中，将有用功跟总功的比值叫做机械效率。如果用η（读作aita）表示机械效率，那么有我们总希望，有用功占总功的份额越大越好。
公式：η＝　　　　　　　　　　
W有用
W总
W有用
W有用+W额外
＝
二、机械效率
机械效率公式：
二、机械效率
G
F
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
理想状态，忽略机械自重和摩擦
机械效率会大于1吗？为什么？
实际生活中有用功总小于总功，所以机械效率总小于1。
二、机械效率
使用起重机提升重物时所做的有用功跟总功的比值是50%，也可以说有用功在总功中占的比例是50%，另外的50％是额外功。
起重机的机械效率是50%，它表示什么意义？
二、机械效率
【简介常见机械的效率 】
滑轮组 50%—70%
起重机 40%—50%
抽水机 60%—80%
离心式水泵 60%－80%
因此，使用机械时，要充分发挥机械设备的作用，减小额外功以提高机械效率。
二、机械效率
机械效率可以通过实验进行测量。下面我们测量的是滑轮组的机械效率。实验之前应该考虑：需要测量哪几个量？怎样计算有用功？怎样计算总功？
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。
二、机械效率
G/N h/m F/N s/m W有/J W总/J
1
2
3
F
实验1
保持动滑轮重一定，改变钩码重力。
结论：
动滑轮重一定,物重越大，机械效率越高。
1
0.1
0.5
3
0.1
1.5
83.3％
88.9％
4.5
3
0.2
0.4
3
1.5
0.1
4
2
0.1
0.8
3
66.7％
=0.5N
=0.8N
=1.5N
二、机械效率
G/N h/m F/N s/m W有/J W总/J
1
2
2.条件：物重一定
实验2
保持钩码重力一定，改变动滑轮重。
结论：
物重一定，动滑轮越重，机械效率低。
F
F
二、机械效率
η =
关于测量滑轮组机械效率的几点说明：
=
=
=
1.在测滑轮组的机械效率时，可以不测量s和h；
2.若不考虑绳重和摩擦，只计动滑轮重力时：
F=(G+G动)/n
η =
G+G动
G
η=
即：
即：
η=
G+G动
G
二、机械效率
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）
二、机械效率
提高机械效率可以充分地发挥机械设备的作用，对节能减排，提高经济效益有重要的意义。提高机械效率的主要办法是改进结构，使它更合理、更轻巧。在使用中按照技术规程经常保养，使机械处于良好的状态，对于保持和提高机械效率也有重要作用。
课堂练习
1．关于机械效率，下列说法中正确的是（　　）
A．机械效率越高，做的功就越多
B．总功一定时，额外功越少，机械效率越高
C．机械做功越多，效率就越高
D．额外功越少，机械效率越高
B
课堂练习
2．两台机械完成的有用功之比W1：W2＝4：3，机械效率分别为η1＝60%，η2＝75%，则两台机械所做总功之比为（　　）
A．5：3
B．3：5
C．16：15
D．15：16
A
课堂练习
3．小明值日时用水桶提水从一楼上到三楼，下列关于小明做功的说法中正确的是（　　）
A．对水所做的功是有用功
B．对水所做的功是额外功
C．对桶所做的功是有用功
D．对水所做的功是总功
A
课堂练习
4．用如图所示的滑轮组把重400 N的物体提升1 m，所用拉力F 的大小为220 N，下列说法正确的是（　　）
A．这个滑轮组能省距离
B．绳子自由端被拉下了2 m
C．拉力F做的功是220 J
D．该滑轮组机械效率是55%
B
课堂练习
5．小明用动滑轮竖直向上提升重物，下列措施能提高动滑轮机械效率的是（　　）
A．减小动滑轮的重力
B．增大重物上升的高度
C．减小物体的重力
D．增大重物上升的速度
A
课堂小结
1．有用功、额外功、总功：
(1)有用功：为达到目的必须要做的功
(2)额外功：我们不需要但是又不得不做的功
(3)总功：有用功和额外功的总和W总＝W有＋W额
2．机械效率：
(1)有用功与总功的比值叫作机械效率
(2)η＝W总(W有)×100%常用百分数表示，η <1
3．测量滑轮组的机械效率实验原理、步骤