第4节 机械效率 物理教科版八年级下册 课件

(共43张PPT)
初中物理教科版八年级下册
4.机械效率
第1课时 认识机械效率
第十一章 机械与功
复习导入
温故而知新
1.做功的两个要素：
（作用在物体上的力）
F
（物体在力的方向上移动的距离）
s
2.功和功率的计算公式：
W = Fs


讨论
　 通过一动滑轮用60N的拉力提起重为100N的重物，使重物提高2m。
（1）拉力做多少功？
（2）如用手直接提起做功多少？
S=2h=2×2m=4m
W用机械=F·S=60N×4m=240J
W手=G·h=100N×2m=200J
思考：如为什么利用实际机械做的功大于不用机械直接用手做的功呢？


你知道生活中的“率”一词吗？
种子的发芽率
树苗的成活率
油烟净化率
工作效率
“率”=有用量/总量，表示事物某一方面的优劣。


推进新课
有用功和额外功
小明和小聪要把重100N的沙子运上三楼。图中画了三种办法，哪种办法最好，哪种办法最不好，为什么？
观察 做功的不同办法


人提沙子做功
1.对砂子做功
2.对桶做功
3.克服自重做功
人拉滑轮做功
1.对砂子做功
2.对桶做功
3.对动滑轮做功
人拉滑轮做功
1.对砂子做功
2.对口袋做功
3.对动滑轮做功


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
你希望额外功多些还是少些呢？


例如：滑轮
要达到目的，完成有用功，必须施加力 F 对滑轮做功，是总功。
提升重物是目的，是有用功。
本身无利用价值而又不得不做，是额外功。


请同学们完成下表的空白部分：
做功方式 有用功 额外功 总功
桶装，手提上楼 100N×6m (400+20)N×6m
桶装，动滑轮吊运 100N×6m ×(20+10)N×12m
袋装，动滑轮吊运 100N×6m ×(5+10)N×12m
3120J
780J
690J


用水桶从井中提水时，所做的有用功是__ __ _ __ ，额外功是__ ，总功是 ；
如果桶掉到井里，从井里捞桶时，捞上来的桶里带了一些水，有用功是 ___，
额外功是__ ，总功是__ 。
水的重力做功
克服桶的重力做功
拉力所做的功
克服桶的重力做功
克服水的重力做功
拉力所做的功
克服
请你判断


机械效率
物理学中把有用功根总功的比值叫做机械效率。
机械效率越高，说明有用功所占的比例越大。
机械效率的符号是η，常用百分数表示。


分析公式：
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


观察 做功的不同办法
在上图的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。下面我们来算算三种不同方式的机械效率。
19.2%
76.9%
88.2%


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。


解：起重机匀速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


一些机械的机械效率
在生产中，人们利用多种方式提高机械效率，但都不能使其达到100%，皮带传动的机械效率是94%~98%。


一些机械的机械效率
起重机：40%－50%
抽水机：60%－80%


如何提高机械效率 ？
▲改进机械的结构，减小机械自重
▲ 减小机械间的摩擦力。
　　例如：动滑轮太重，使滑轮组机械效率很低，换用较轻滑轮就可提高其机械效率。
例如：加强机械运动部位的润滑.


随堂练习
1.请你判断
（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）物体做功越慢，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（ ）
√
√
×
×
×
×
×


2.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


3.甲同学用水桶从井里提水，乙同学用绳把掉在井中的水桶捞上来，水桶里带了一些水，关于两同学所做有用功、额外功的说法正确的是（ ）
A.甲提水桶做的功是有用功
B.乙提水桶做的功是有用功
C.甲提水桶对桶做的功是额外功
D.乙提水桶对桶做的功是额外功
C


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


5.用一个动滑轮在5s内将一重为200N的物体匀速向上提起3m，拉力为150N.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.


初中物理教科版八年级下册
4.机械效率
第2课时 测量滑轮组的机械效率
第十一章 机械与功
情景导入
思考：往楼顶上搬运较重的货物时，常常看到搬运工人搭上一个滑轮组，就可以把货物轻松地拉上去，这是为什么？


推进新课
实验
测量滑轮组的机械效率
实验原理
实验器材
刻度尺、弹簧测力计、钩码、铁架台、一个定滑轮组成的滑轮组、两个定滑轮和两个动滑轮组成的滑轮组、长约2m的细绳


实验装置
先后按下图（a）、（b）、（c）所示三种情况，将实验器材安装好（注意滑轮组吊线的安装方法）。


实验注意
（1）必须匀速竖直拉动弹簧测力计，否则无法读出拉力大小；
（2）h、s中可以测量一个，用s=nh的关系求出另外一个；也可以都不测量，利用推导式η=W有/W额=Gh/Fs=G/nF计算机械效率；
（3）本实验控制滑轮组相同，改变钩码重，是为了探究滑轮组的机械效率与提升的物重的关系（相同情况下，提升的物重越大机械效率越高）；


（4）还可以控制钩码重相同，换用不同的滑轮组重做几次实验，可以探究滑轮组的机械效率与动滑轮质量、摩擦的关系（相同情况下，动滑轮质量越大、摩擦越大机械效率越低）.


实验步骤


实验数据
实验记录表
滑轮组 钩码重/N 钩码上升高度/m 有用功/J 弹簧测力计示数/N 绳子自由端移动距离/m 总功/J 机械效率


分析讨论：
（a）、（b）两个装置，挂的钩码数量相同时，机械效率有什么不同？（b）、（c）为同一装置，挂的钩码数量不同时，它的机械效率有什么变化？出现机械效率高低不同的原因是什么？


实验结论
（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。


思考
影响滑轮组机械效率的因素
1.滑轮组轮与轴及轮与绳之间的摩擦
（减小摩擦可以减少额外功，提高机械效率）
2.所提升的物重
（物重增加，机械效率也提高）
3.动滑轮的自重
（减少动滑轮的重力，机械效率也提高）


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。


随堂练习
1.关于机械效率，下列说法中正确的是（ ）
A.机械效率高的机械做的有用功多
B.机械效率高的机械做功快
C.机械效率高的机械做功多
D.机械效率高的机械做的有用功在总功中的比例大
D


2. 下列关于功、功率、机械效率的说法正确的是（ ）
A.做功多的机器机械效率一定高
B.功率小的机器做功慢
C.机械效率高的机器功率一定大
D.功率大的机器做功时间一定短
B


3. 如图所示，利用动滑轮提升货物，动滑轮重为20N，不计绳与动滑轮间的摩擦及绳子重力。第一次把重为100N的货物匀速提升，这个过程动滑轮的机械效率为η1；第二次把重为200N的货物匀速提升，这个过程中动滑轮的机械效率为η2，则（ ）
A.η1 < η2 B. η1 > η2
C.η1 = η2 D. η1和η2的关系无法确定
A


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.
匀速


（2）表中第1次实验数据有错误，改正后计算其机械效率为_______.
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”）.
轮组，提起的物体越重，机械效率越大
同一滑
B
不变


感谢您的观看