12.3《机械效率》课件(2课时共37张PPT)2022-2023学年人教版物理八年级下册

(共37张PPT)
第3节 机械效率
第1课时
新课导入
要把一堆沙子运到楼上，你有哪些方法
直接提升物体做功，与使用机械提升物体做功相同吗？
学习目标
1.了解什么是有用功、额外功和总功。
2.掌握机械效率的含义。
一、有用功和额外功
课堂探究
对砂子做功
对空桶做功
克服自身重力做功
并不需要做但又不得不做的功
对人们有用必须做的功
3m
3m
他的目的是：
把沙子运上三楼
用水桶提沙子上楼
有用功
额外功
实验
（1）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。
（2）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。
使用动滑轮是否省功
G/N h/m W直/J F/N s/m W机/J
0.49 0.1 0.049 0.37 0.2 0.074
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。
即使用任何机械都不省功。
使用机械时，对物体所做的有用的功。
有用功
使用机械时，人们额外需要做的功。
额外功
有用功与额外功的总和。
总 功
三种功
W总=W有用+W额外
二、机械效率
课堂探究
小明要把重100N的沙子运上三楼。
试着从做功的角度分析？
试一试：
计算三种方法需要做的有用功、额外功和总功
做功方式 有用功 额外功 总功
桶状，手提上楼 100N×6m (400+20)N×6m 3120J
桶状，动滑轮吊运 100N×6m (20+10)N×6m 780J
袋装，动滑轮吊运 100N×6m (5+10)N×6m 690J
第3种方法做的额外功最少，选择第3种方法最好。
我们一定都希望额外功越少越好。
计算机械效率
三种不同做功方式中，我们已经计算出有用功、额外功和总功。下面来算算三种不同方式的机械效率。
机械效率
1.定义：有用功跟总功的比值叫做机械效率。
2.公式：
3.意义：
表示机械做功时，有用功在总功中所占的比例，是机械性能的重要指标。
4.因为 W有用 < W总，所以，η < 1。
1.用百分数表示。总小于1，无单位。
注 意
2.物理意义：机械效率表示机械性能高低的物理量，机械效率越高，机械性能越好。
3.机械效率和功率的区别:
机械效率指有用功占总功的比值；功率表示做功的快慢。二者没有任何内在联系性。
一些机械的机械效率
汽油机机械效率22%~27%
喷气发动机50%～60%
起重机机械效40%~50%
例 题
1.用 500 N 的力拉着滑轮组绳子的自由端移动 8 m，可将滑轮组悬挂的重为
1 500 N 的物体匀速提高 2 m，则机械效率是（ ）
A.25% B.75% C.15% D.85%
A
2.起重机把质量为 0.5 t 的重物匀速提升3 m，而它的电动机所做的功是3.4×104 J，起重机的效率是多少？g 取 10N/kg。
已知：m=0.5 t=500 kg h=3 m W总=3.4×104 J
求：η=？
解：
G=mg=500 kg×10 N/kg=5×103 N
∵匀速提升重物 ∴F=G=5×103 N
W有用=Fh=5×103 N×3 m=1.5×104 J
η＝ ＝ ≈ 44.1%　　　　　　　　　　
W有用
W总
1.5×104 J
3.4×104 J
答：起重机的效率为44.1%。
课堂小结
机械效率
机械效率
有用功和额外功
额外功：为了达到工作目的，不得不做的功
定义：有用功跟总功的比值
有用功：为了达到工作目的，必须做的功
总功：动力所做的所有功
W总 = W有 + W额
公式： 总小于 1
第3节 机械效率
第2课时
新课导入
有没有机械效率为100%的机械？为什么？
提问
1.机械效率高低只表示有用功占总功的比值大小，不能说明做有用功多少。
2.机械效率是有用功跟总功的比值，只有大小，没有单位。
3.由于额外功总是存在，有用功总是小于总功，所以机械效率总是小于1。
4.机械效率是标志机械做功性能好坏的物理量，机械效率越高，机械性能越好。
5.机械效率高低与做功多少，功率大小，是否省力，提升高度无关。
学习目标
1.探究滑轮组机械效率及其影响因素。
2.探究斜面的机械效率。
测量机械效率
课堂探究
要测出滑轮组的机械效率，需要求出有用功和总功，为此需要测出哪些物理量？
每个量怎样测量？
【讨论】
【设计实验】
用滑轮组提升物体，W有=Gh，W总=Fs，所以需要测出物重、拉力、物体上升的高度、绳子前进的距离。
【实验器材】
刻度尺、钩码、弹簧秤、滑轮组两个、铁架台、长约 2 m 的细绳。
1.测出一个钩码的重力。
【实验步骤】
2.在滑轮组甲（一动一静）上挂两个钩码，记下钩码和绳子自由端的位置。竖直匀速拉动弹簧测力计，使钩码上升一定高度，读出测力计示数，用刻度尺测出钩码上升高度和绳自由端移动距离。
3.在滑轮组乙上（两动两静）挂两个钩码重复上述实验。
4.在滑轮组乙上挂四个钩码重复上述实验。
5.记录数据，并计算三次实验的机械效率。

钩码重G/N 1 1 2
钩码上升高度h/m 0.1 0.1 0.1
有用功W有/J 0.1 0.1 0.2
拉力F/N 0.4 0.3 0.5
绳端移动距离s/m 0.3 0.5 0.5
总功W总/J 0.12 0.15 0.25
机械效率η 83.3% 66.7% 80%
【实验数据】
【结论】
（1）动滑轮重一定时，物重越大，机械效率越高。
（2）物重一定时，动滑轮越重，机械效率越低。
1. 比较3次两种滑轮组有什么不同？机械效率有何差异？
2.分析影响滑轮组机械效率的因素是什么？
①滑轮组轮与轴及轮与绳之间的摩擦。
②所提升的物重。
③动滑轮的自重。
注意：机械效率大小与与绳子的绕法、绳子段数，上升距离无关。
【分析讨论】
3.如何提高机械效率 ？
4.实验中，是否可以使弹簧测力计静止时进行读数？
①增加被提升的物重。
②减小动滑轮的重。
③减小滑轮与绳之间的摩擦。
答：所测拉力减小（因为没有摩擦力），机械效率增大，不能代表使用机械时的机械效率。
探究：影响斜面机械效率的因素
实验时沿斜面匀速拉动木块，并在拉动中读出拉力的大小。
实验次数 斜面倾斜程度 斜面材料 木块重力G/N 斜面高度h/m 有用功W有/J 拉力F/N 斜面长度s/m 总功W总/J 机械效率
1 较缓 木板 1 0.1 0.1 0.2 0.7 0.14 71.4%
2 较陡 木板 1 0.17 0.17 0.3 0.7 0.21 81%
3 陡 木板 1 0.24 0.24 0.4 0.7 0.24 85.7%
4 棉布 1 0.24 0.24 0.5 0.7 0.35 68.6%
5 毛巾 1 0.24 0.24 0.6 0.7 0.42 57.1%
【实验数据】
1. 斜面的粗糙程度有关：同一斜面，拉同一物体，斜面越粗糙，拉力越大，效率越低。
2. 斜面的倾斜程度有关：粗糙程度相同，拉同一物体，斜面越陡（倾角越大），拉力越大，效率越高。
【结论】
例 题
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_______（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：
⑴此实验所用滑轮的个数至少是____个，其中动滑轮有_____个。
⑵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（填“大于”“小于”或“等于”）
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
2
62.5%
大于
课堂小结
滑轮组的机械效率
减少动滑轮重，增加被提升的物重，减少绳重，减少摩擦阻力可以提高滑轮组的机械效率
影响因素：与被提升的物重有关，物重越大，机械效率越高；与
机械自身装置有关，与其结构、轻巧程度及润滑程
等有关
谢谢观看