八年级物理《机械效率》练习题 鲁教版
1.如图所示，用滑轮组将重量是120N物体提高2m，弹簧测力计的实际读数是50N，有用功是多少？总功是多少？滑轮组的机械效率是多少？
2.斜面高为1m,长为3m,工人用400N沿斜面方向的力将重为840N的箱子推到车上，在这个过程中工人做的有用功是多少？总功是多少？额外功是多少？机械效率是多少.
3.一台起重机将重3600N的货物提高4m,如果额外功是9600J,起重机的有用功是多少?总功是多少?机械效率是多少?起重机在哪些方面消耗了额外功?
4.如图所示滑轮组，用80N的拉力，使重为500N的物体在水平支持面上匀速运动6m，物体与地面的摩擦力为200N,求有用功是多少？总功是多少？额外功是多少？机械效率是多少.
5．斜面长5米，高1．5米，把重为800牛的物体匀速推向斜面顶端，所用推力为300牛，则斜面的机械效率多大？
6.如图所示，用滑轮组把重为200N的货物提到9m高的楼上，所用拉力为80N则总功和滑轮组的机械效率分别是多少？
7.用滑轮组提升重物．被提的物重G为9×104N，把重物匀速提升1m，拉力F做功1.2×105J ．问：（1）有用功多大？（2）机械效率多大？
8.某人用如图所示的滑轮组（轴和轮的摩擦忽略不计）在20s内将一个重78N的铁块A匀速提升2m，拉力做功200J，求：（1）有用功；（2）滑轮组的机械效率；（3）人拉绳的功率
9.用如图所示滑轮组，将480N的物体以0.3m／s的速度匀速提起10秒，绳子自由端的拉力为200N，（1）有用功；（2）总功，（3）滑轮组的机械效率。
《机械效率》教学设计
1、教 学 目 标：
1)．知识与技能
（1）了解什么是有用功、额外功、总功。
（2）理解机械效率的概念，会利用公式η=W有用/W总进行有关计算，知道机械效率小于1。
（3）知道提高机械效率的意义和主要方法。
2)．过程与方法
（1）从生活实际出发，培养探究物理学的有关知识，深入认识事物的能力。
（2）经历测量机械效率的过程，通过参与探究斜面的机械效率的活动，学习拟定简单的科学探究计划和实验方案。
3)．情感、态度与价值观目标
（1）让学生关注生产、生活中各种机械的机械效率，具有用机械效率来评价机械的意识。
（2）通过探究活动，进行充分的交流与合作，培养学生严谨求实的科学态度和团结协作的科学精神。
2、学生分析：
学生在前一节的学习中已对“功”有一定的认识，并且在日常生活、学习中也体会到“效率”的问题，为这节教学的开展和知识的理解奠定一定的基础。
3、教 具：
学生用实验器材：小桶、沙（10N）、滑轮、细绳、弹簧测力计、铁架台、刻度尺、塑料袋、斜面、方木块、毛巾、棉布、砝码。
老师用实验器材：一大桶沙、弹簧测力计、细绳、铁架台、刻度尺、斜面、方木块。
软件：Powerpoint讲稿，测定斜面的机械效率的FLASH，搬沙子上楼、起重机、滑轮组、
柴油机、斜面的图片。
4、教学过程分析和设计
设计内容
设计意图
活动层面
教材处理
师生活动
引入
情景：老师先用一大桶装满沙子，沙子上面放上课本，把桶放在课室门口，上课后故意让两名学生帮忙抬进来。
教师拿了课本后，告诉学生这桶沙子暂时不用，又让两名学生抬出门口。
学生为两名同学白费大量功夫而抱不平。
教师借机引入课题。
板书：机械效率
由情景引起学生的注意，让学生感到“大材小用”，从而引入“效率”的问题。
认知
层面
动脑想办法
动手搞探究
有用功、额外功和总功
1、提出问题：有什么办法将课室门口的沙子运上教学楼顶楼？那种办法较好？（直接拿着桶从楼梯走上去、用动滑轮、定滑轮拉上去、用袋子装着直接从上面吊上去等）
2、探究实验：让学生用评选出的几个可行方案（用动滑轮、定滑轮拉上去、用袋子装着直接从上面吊上去等），测出将沙子(G=10N)提高(h=1m)所做的功。
向学生提供探究器材：弹簧测力计、铁架台、刻度尺、滑轮、细绳、10N沙子、小桶、塑料袋，并要求学生以小组为单位，测量选出的部分方案中所需做的功W2（测量所需的拉力F和拉力通过的距离s，再用公式W2=Fs求出）。
3、引导学生分析、比较各个方案所做的功(W2=Fs)跟需要对沙子做的功（W1=Gh=10J），通过比较数据了解使用机械做功比需要做的功要大 ，从而引出有用功的概念。
4、通过分析W2和W1的差别，引导学生分析其中原因(对桶、滑轮做功；克服摩擦做功等) ，从而引入额外功和总功的概念
5、思考：用水桶从井中提水的时候，所做的功哪部分是有用功，哪部分是额外功？如果桶掉到井里，从井里捞桶的时候，捞上的桶里带了一些水，这种情况下哪部分是有用功，哪部分是额外功？
以小组为单位展开讨论，然后各组提交方案，教师精选部分典型跟学生交流，通过论述，评出可行方案。
展示多媒体辅助教学课件
教师引导学生尝试设计实验过程,并分组进行实验,每组选择其中一个方案进行探究。
展示多媒体辅助教学课件
教师巡视指导。
教师将各组实验数据板书，引导学生分组分析讨论实验数据，由教师引入有用功的概念。
展示多媒体辅助教学课件
教师提出问题，由学生分组讨论做功差别的原因，
教师引入额外功和总功的概念。
展示多媒体辅助教学课件
教师个别提问学生，进行点拨。
展示多媒体辅助教学课件
让学生开动脑筋，调动学生学习积极性，培养分析能力，开阔他们的视野。
通过探究实验，加强学生动手操作能力，让学生练习功的测量，从而巩固对功的理解，并且初步认识到利用各种机械所做的功有所不同。
培养学生分析数据的能力。
对使用机械做功的情况作深入的认识。
加深学生对有用功和额外功的理解。
认知
层面
认知
层面
认知
层面
认知
层面
认知
层面
切入主题
二、机械效率
1、结合课前的情景和探究实验中的数据，并在有用功、总功的基础上算出各种办法中有用功在总功中占的百分比，从而引入机械效率的概念（有用功跟总功的比值）、公式（η=W有用/W总）。教师并指出：机械效率没有单位；通常用百分数表示。
2、教师引导学生讨论机械效率可不可能等于或大于1(有用功总小于总功，所以机械效率总小于1)
3、【练习】：
(1).某起重机的机械效率是60%，它表示什么意思？
(2). 起重机把质量为0.6t的重物匀速提升了3m，而它的电动机所做的功是34000J，起重机的机械效率是多少？
4、向学生介绍一些机械的机械效率：
起重机：40%－50%；滑轮组：50%－70%；抽水机：50%－80%
柴油机：28%－40%
教师把学生带入课前情景，由学生讨论做功的不同效果，教师引入机械效率的概念。
展示多媒体辅助教学课件
教师提出关于机械效率的大小问题，由学生分析和总结。
展示多媒体辅助教学课件
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第一题由学生讨论，第二题学生边思考，边作答，教师强调解题的格式。
引导学生阅读课文。
展示多媒体辅助教学课件
使学生认识到做功是有效率的；通过计算，加深对机械效率的理解。
进一步加深对机械效率的理解。
培养学生的解题能力。
扩展学生视野。
认知
层面
认知
层面
元认知层面
认知
层面
动手探究
三、探究 ：斜面的机械效率1、先让学生猜想：使用斜面时的省力程度和机械效率跟什么因素有关？
2、学生自主探究：斜面的机械效率
提供器材：斜面、方木块、刻度尺、弹簧测力计、毛巾、棉布、砝码。
要求：小组讨论，设计实验的方案。选择桌面上的器材进行实验。
3 、分析实验数据，能得出什么结论？猜想得到证实了吗？(根据数据分析省力的情况和机械效率高低的问题)
4、教师帮助学生总结影响斜面的机械效率的因素，并引导学生讨论提高机械效率的方法.
教师提出问题，让学生提出自己的想法，教师将学生的猜想板书。
展示多媒体辅助教学课件
学生分组对所提出的猜想进行实验，尝试自主探究。同时设计表格记录数据。
教师巡视纠正实验中所存在的问题。
引导学生对所做探究试验进行评估，反思实验中出现的情况。
展示动画FLASH
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教师强调学生讨论，交流，归纳总结影响斜面机械效率的因素。
展示多媒体辅助教学课件
锻炼学生的联想思维能力
培养学生探究能力，提高学生的创新思维能力。
培养学生分析数据，归纳概括能力。
通过交流与合作，培养学生团结合作精神。
认知
层面
认知
层面
认知
层面
认知
层面
拓展
知识
四、提高机械效率
1、提高机械效率的意义：减少能耗，降低生产成本。
2、引导学生从理论到实际，分析提高机械效率的方法。指出采取减小额外功是提高机械效率的有效方法。（改进机械结构，对机械经常保养，减小摩擦等）
师生交流，合作。
展示多媒体辅助教学课件
学生联系生活实际进行思考，分组发表意见。
教师点评、总结归纳。
开拓学生思维，使学生具有环保意识。
理论联系实际，培养学生将科学知识应用于日常生活和社会实践的意识。
认知
层面
认知
层面
小结
让学生分组讨论，总结本节学到了什么知识，有哪些收获？
学生自己归纳总结，分小组发言，教师对学生归纳发言较好的给予表扬，并指出其中的不足。
展示多媒体辅助教学课件
让学生有表现自我的机会，并且发现学习过程中出现的问题，从而获得教学效果的反馈。
元认知层面
布置作业
列举生活中你使用的部分机械，想想：是否存在机械效率的问题？怎样提高机械效率？并结合自己的学习实际，如何提高学习效率？
展示多媒体辅助教学课件
让学生将所学知识应用到生活中去。拓展学生的思维能力。
元认知层面
板 书：
第二节 机械效率
课件26张PPT。机械效率学习目标1.理解有用功、总功、额外功的意义。
2.理解机械效率的物理意义。
3.能利用机械效率的公式进行简单计算。你会选哪种方法呢？有用功 ：对人们有用的功额外功 ：人们不需要但又不得不做的功总功 = +请思考有用功、额外功和总功分别是哪部分？你希望额外功多些还是少些呢？1.有用功：为了达到目的至少要做的功。
（计算有用功找准目的是关键，需要分析为了达到目的必须克服的阻力是什么力，再找准对应的距离）
2.总功：使用机械时动力所做的功。
(确定动力和与之相对应的距离是关键）
3.额外功：使用机械时由于机械自重，摩擦等原因除了有用功以外而多做的一部分功.机械效率有用功跟总功的比值叫机械效率 公式： 机械效率一般用百分数表示，没有单位 如何在实际中分析机械效率在求机械效率时，一定要区分出有用功和总功。人或其它动力对机械所做的功是总功。 机械对它的工作对象所做的功是有用功。完成工作任务时，不需要但是又不得不做的功是额外功。求机械效率的关键 ——识别有用功识别有用功的关键 ——明确工作目的“用滑轮组提升重物”中的机械效率明确工作目的:
W有用 = F’ h W总 = F s将重物匀速提升 h 米F’ G= G hW有用W总η= ———— = —————F sG物 h(3) η= ———— = ————— = 80% 如图，用滑轮组将重力为600牛的物体匀速提升2米，人用的拉力为 250 牛，绳端移动的距离为 6 米。
问：(1) 有用功是多少?
(2) 总功是多少?
(3) 滑轮组的机械效率是多少? 练习1：(2) W总= F s = 250牛×6米 =1500焦解：
(1) W有用 =G物h = 600牛×2米= 1200焦W有用W总1200焦1500焦练习3： 工人利用如图所示的滑轮组提升重物，设绳重和滑轮轴处的摩擦不计。（1）若用 250 牛顿的拉力将重400牛顿的物体匀速提高5米。
则：①有用功？ ② 总功?
③ 机械效率？ ④ 额外功？解：
W有用= G物h = 400牛×5米= 2000焦W总= F s = 250牛×10米= 2500焦η= ———— = ————— = 80%W有用W总2000焦2500焦W额外= W总- W有用= 2500焦-2000焦= 500焦S=2h“用滑轮组拉物体沿水平方向
匀速运动”中的机械效率明确工作目的:
拉重物匀速前移L米fF’W有用W总η= ———— = ————— f LF sη= ———— = ————— = 83.3%练习2： 图中，物体与地面间的摩擦力是150牛，在绳端加以60 牛的水平拉力使物体匀速向右移动了 1 米，则滑轮组的机械效率为多少?解：
W有用= f L = 150牛×1米= 150焦W总 = F s = 60牛×3米= 180焦由图可知 n = 3 s= 3 L = 3×1米= 3米 W有用W总150焦180焦思考题：1. 下列一定能提高机械效率的方法有：（ ）A 多做有用功B 少做总功D 减小额外功在总功中的比例C 总功不变 增大有用功2. 用一台 10 千瓦的电动机带动水泵给水塔上的水箱上水，水箱的容积为 20 米3。水泵工作时的实际扬程为 15 米，抽水装置的机械效率为 60%，问需多长时间才能把空水箱上满水？ （g = 10牛/千克）
要求：能识别有用功、总功。
F = ———— “用滑轮组提升重物”中的机械效率s = n h F = —— G物n（忽略摩擦和机械自重）G物+G动n（忽略摩擦）常用公式:W有用 =G物 hW总 =F sW有用W总η= ———— = —————G物 hF s“用滑轮组拉物体沿水平方向
匀速运动”中的机械效率W有用 =F’ L ＝f LW总 = F sW有用W总η= ———— = ————— f LF ss = n L 常用公式:(3) η= ———— = ————— = 80% 如图，用滑轮组将重力为600牛的物体匀速提升2米，人用的拉力为 250 牛，设绳重和滑轮轴处的摩擦
不计
问：(1) 有用功是多少?
(2) 总功是多少?
(3) 滑轮组的机械效率是多少? 练习1：(2) W总= F s = 250牛×6米 =1500焦解：
(1) W有用 =G物h = 600牛×2米= 1200焦W有用W总1200焦1500焦 仍用刚才的滑轮组，把相同的重物匀速提高5米，滑轮组的机械效率是多少？当滑轮组的绕线方式确定（即n已知）时，滑轮组的机械效率与重物被提升的高度无关练习2： 如图所示:只改变绳子的绕线方式，设绳重和滑轮轴处的摩擦不计，仍将重600牛顿的物体匀速提高2米，
则：①有用功？ ② 总功?
③ 机械效率？ ④ 额外功？
解：W有用= G物h = 600牛×2米= 1200焦W总= F’ s = 375牛×4米= 1500焦η= ———— = ————— = 80%W有用W总1200焦1500焦W额外= W总- W有用= 1500焦-1200焦= 300焦当忽略绳重和摩擦时，机械效率与绳子的缠绕方式无关F’ 练习3： 设绳重和滑轮轴处的摩擦不计，仍用此滑轮组，将重1000牛顿的物体匀速提高相同高度。
则：① 有用功 ？ ② 总功 ?
③ 机械效率？解：W有用= G物h = 1000牛×2米= 2000焦W额外= 300焦 大小不变W总= W有用 + W额外= 2000焦 + 300焦 = 2300焦η= ———— = ————— = 87%W有用W总2000焦2300焦相同的滑轮组提升不同的重物时,物重越重,机械效率越高 在此基础上再加一个滑轮做动滑轮使用，组成一个新的滑轮组，提升相同的重物时，滑轮组的机械效率将如何改变?为什么?不同的滑轮组提升相同的重物时,动滑轮的重力越大,机械效率越低(3)η= ———— = ————— = 80%如图，用滑轮组将重力为600牛的物体匀速提升2米，动滑轮的重力为150牛，
问：滑轮组的机械效率是多少?
练习4：(2) W额外=G动h=150牛×2米=300焦
W总= W有用 + W额外
=1200焦+ 300焦=1500焦
解： (1) W有用 =G物h = 600牛×2米= 1200焦W有用W总1200焦1500焦设绳重和滑轮轴处的摩擦不计 （ 2007 河北，34 ）小明在“测滑轮组机械效率”的实验中，用如图甲所示的滑轮组进行了三次实验，实验数据如下表：（1）分析表中数据，回答以下问题：
①表中有一个数据的记录是错误的，错误的数据是 ；
②第3次实验中滑轮组的机械效率是 ；
③滑轮组的机械效率与 无关。
（2）小红在小明实验基础上多使用一个滑轮，如图乙所示。
①小红多使用一个滑轮，目的是为了改变 ；
②当这两位同学使用各自的滑轮组提升相同的重物时，若忽略绳重及摩擦，它们的机械效率 （选填“相同”或“不相同”），理由是： 。图甲图乙17cm或5cm80%物体上升的高度拉力的方向相同所做的有用功与总功的比值不变（ 2008 河北，39 ）小明利用如图所示的滑轮组将重为900N的物体从一楼匀速提升至六楼，所用的拉力为360N，绳子自由端移动的速度为0.3m／s。(己知每层楼高3m)
求：(1)小明所用的时间；
(2)所做的额外功：
(3)在此基础上再加一个滑轮做动滑轮使用，组成一个新的滑轮组，提升相同的重物时，滑轮组的机械效率将如何改变?为什么?解：(1)s=nh=3×5×3m=45m
t=s/v=45m÷0.3m/s=150s (2) W有用=Gh=900N×15m=13500J
W总=Fs=360N×45m=16200J
W额外=W总-W有用=16200J-13500J=2700J （3）变小
提升相同的重物到相同的高度，所做的有用功相同。有用新滑轮组增加了一个动滑轮，所做的额外功增加，使得总功增大，所以，新滑轮组的机械效率减小。你学到了什么? 当用滑轮组提升重物时:
W有用=G物h
总功有两种方法：
（1） W总 = F s
（2）忽略绳重和摩擦时,W额外=G动 h
W总= W有用+ W额外
或 F = —— (G物+ G动 )
W总 = F s
当用滑轮组 水平匀速拉动物体时：
W有用= f L W总 = F s
1
n滑轮组的机械效率与重物被提升的高度和绕线方式无关
相同的滑轮组提升不同的重物时,物重越重,机械效率越高
不同的滑轮组提升相同的重物时,动滑轮的重力越大,机械效率越低
