12.3 机械效率 课件(共32张PPT) 2023-2024学年物理人教版八年级下册
文档属性
| 名称 | 12.3 机械效率 课件(共32张PPT) 2023-2024学年物理人教版八年级下册 |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 823.3KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-05-08 10:10:02 | ||
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文档简介
(共32张PPT)
第3节 机械效率
八年级
初中物理
第十二章 简单机械
知道什么是有用功、额外功和总功
掌握机械效率的含义，知道机械效率是小于1的，能利用机械效率的公式进行简单的计算
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
学习目标
生活中我们常常会遇到“效率”这个词，利用机械帮助我们完成某项任务，也会涉及效率问题，这节课，我们就来学习机械效率。
不使用机械直接提升物体做的功，
与使用机械提升物体时做的功相同吗？
有用功和额外功
知识点一
甲 乙
①如图甲所示，用弹簧测力计将钩码缓慢地提升一定的高度，将数据填入表格。
②如图乙所示，用弹簧测力计和一个动滑轮将同样的钩码缓慢地提升相同的高度，并记录实验数据。
实验步骤
实验探究：使用动滑轮是否省功
实验 手的拉力F/N 手移动的距离s/m 钩码的重力G/N 钩码升高的高度h/m 拉力所做的功W/J
弹簧测力计直接提升钩码 2 0.1 2 0.1
通过动滑轮提升钩码 1.2 0.2 2 0.1
0.2
0.24
实验数据
实验结论：实验结果表明，虽然在两次实验中钩码被提升了相同的高度，但使用动滑轮时拉力做的功要多一些。这说明，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，使用动滑轮我们要多做功。
1.弹簧测力计应沿竖直方向匀速向上拉动滑轮或重物。
2.通过动滑轮提升重物时，可以只测h数值，利用s=nh求出s数值，此实验中n=2。
额外功
在做有用功的同时，人们不需要但又不得不做的功，叫做额外功。
有用功
我们要做的，必须做的功，叫做有用功。
实现目的而做的功
克服机械自身（如动滑轮、绳子）的重力和摩擦等而做的功
有用功加额外功是总共做的功，叫总功。
即：W总=W有+W额
总 功
动力对机械所做的功
G
F
提升重物是目的，是有用功。
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，要克服滑轮重力和摩擦而额外做功，否则不能完成任务。这个功不是目的而又不得不做，是额外功。
例如：滑轮
要把重100N的沙子运上三楼。下图画了三种办法。
哪种办法最好，哪种办法最不好？
人提沙子做功
对沙子做功
对桶做功
W1 = 600 J
克服自重做功
总功 3120J
额外功2520 J
沙子重100 N 人体重400 N 动滑轮重10 N
桶重 20 N 口袋重 5 N 地面到三楼高 6 m
W2 = 120 J
W3 = 2400 J
有用功600 J
对沙子做功
W1 = 600 J
对桶做功
对动滑轮做功
有用功600J
额外功180J
沙子重100 N 人体重400 N 动滑轮重10 N
桶重20 N 口袋重5 N 地面到三楼高6 m
人拉滑轮利用桶做功
W2 = 120 J
W3 = 60 J
总功 780 J
对沙子做功
对口袋做功
对动滑轮做功
人拉滑轮利用口袋做功
沙子重100 N 人体重400 N 动滑轮重10 N
桶重20 N 口袋重5 N 地面到三楼高 6 m
W1 = 600 J
W2 = 30 J
W3 = 60 J
有用功600J
额外功90J
总功 690 J
这种办法最好！
机械效率——有用功跟总功的比值。
注：机械效率一般用百分数表示，没有单位。
公式：η＝
W有
W总
W有
W有+W额
＝
机械效率
知识点二
1.机械效率
G
F
W额＞0，W总＞W有 所以η＜1
W额＝0，W总＝W有 所以η＝1
分析公式：
理想状态，忽略机械自重和摩擦
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？
【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。
请谈谈我们可以采取哪些措施来提高机械效率
减小摩擦
减小机械本身的重力
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？
提水所做的功是有用功，提水桶所做的功是额外功。
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？
提水桶所做的功是有用功，提水所做的功是额外功。
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。
2.测量滑轮组的机械效率
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。
G/N h/m F/N s/m W有/J W总/J
1
2
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，机械效率越低。
F
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）
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：
η=
即：
W有＝Gh
W总 ＝Fs
3.测量斜面的机械效率
斜面的倾斜程度 木块重 G/N 斜面高度h/m 沿斜面拉力F/N 斜面长 s/m 有用功 W有/J (Gh) 总功 W总/J (Fs) 机械效率η
较缓
较陡
最陡
0.06
1.7
1.7
1.7
0.1
0.14
0.4
0.5
0.6
0.82
0.82
0.82
0.1
0.17
0.24
0.33
0.41
0.49
30 ％
41％
49 ％
探究：斜面的机械效率与斜面的倾角的关系
1.斜面的倾斜程度
（光滑程度一样的斜面，倾斜程度越大，机械效率越高）
2.斜面的粗糙程度
（倾斜程度一样的斜面，斜面越光滑，机械效率越高）
影响斜面机械效率的因素
课堂小结
1．如图所示的滑轮组将重G＝12 N的物体匀速提升20 cm。所用的拉力F＝5 N，所做的有用功为
J，机械效率为 ，当改为提升18 N的重物时，该滑轮组的机械效率为 。（忽略滑轮重和绳与轴的摩擦）
2.4
80%
85.7%
F
G
随堂练习
2.利用如图所示的滑轮组先后匀速提升重为200N和150N的物体。已知提升200N的物体时,绳子自由端的拉力为125N,拉力的功率为125W。若两次物体上升的速度相同,不计摩擦和绳重,则提升重为150N的物体时（ ）
A.滑轮组的机械效率为80%
B.滑轮组的机械效率为75%
C.拉力的功率为50W
D.拉力的功率为100W
B、D
3.如图,用滑轮组将一重物竖直向上匀速提升2m,所用拉力F=100N,若该过程中滑轮组的机械效率为80%,则滑轮组对重物做的有用功为______J。
320
W有=W总η=100N×2×2m×80%=320J
W有
W总
η＝
第3节 机械效率
八年级
初中物理
第十二章 简单机械
知道什么是有用功、额外功和总功
掌握机械效率的含义，知道机械效率是小于1的，能利用机械效率的公式进行简单的计算
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
学习目标
生活中我们常常会遇到“效率”这个词，利用机械帮助我们完成某项任务，也会涉及效率问题，这节课，我们就来学习机械效率。
不使用机械直接提升物体做的功，
与使用机械提升物体时做的功相同吗？
有用功和额外功
知识点一
甲 乙
①如图甲所示，用弹簧测力计将钩码缓慢地提升一定的高度，将数据填入表格。
②如图乙所示，用弹簧测力计和一个动滑轮将同样的钩码缓慢地提升相同的高度，并记录实验数据。
实验步骤
实验探究：使用动滑轮是否省功
实验 手的拉力F/N 手移动的距离s/m 钩码的重力G/N 钩码升高的高度h/m 拉力所做的功W/J
弹簧测力计直接提升钩码 2 0.1 2 0.1
通过动滑轮提升钩码 1.2 0.2 2 0.1
0.2
0.24
实验数据
实验结论：实验结果表明，虽然在两次实验中钩码被提升了相同的高度，但使用动滑轮时拉力做的功要多一些。这说明，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，使用动滑轮我们要多做功。
1.弹簧测力计应沿竖直方向匀速向上拉动滑轮或重物。
2.通过动滑轮提升重物时，可以只测h数值，利用s=nh求出s数值，此实验中n=2。
额外功
在做有用功的同时，人们不需要但又不得不做的功，叫做额外功。
有用功
我们要做的，必须做的功，叫做有用功。
实现目的而做的功
克服机械自身（如动滑轮、绳子）的重力和摩擦等而做的功
有用功加额外功是总共做的功，叫总功。
即：W总=W有+W额
总 功
动力对机械所做的功
G
F
提升重物是目的，是有用功。
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，要克服滑轮重力和摩擦而额外做功，否则不能完成任务。这个功不是目的而又不得不做，是额外功。
例如：滑轮
要把重100N的沙子运上三楼。下图画了三种办法。
哪种办法最好，哪种办法最不好？
人提沙子做功
对沙子做功
对桶做功
W1 = 600 J
克服自重做功
总功 3120J
额外功2520 J
沙子重100 N 人体重400 N 动滑轮重10 N
桶重 20 N 口袋重 5 N 地面到三楼高 6 m
W2 = 120 J
W3 = 2400 J
有用功600 J
对沙子做功
W1 = 600 J
对桶做功
对动滑轮做功
有用功600J
额外功180J
沙子重100 N 人体重400 N 动滑轮重10 N
桶重20 N 口袋重5 N 地面到三楼高6 m
人拉滑轮利用桶做功
W2 = 120 J
W3 = 60 J
总功 780 J
对沙子做功
对口袋做功
对动滑轮做功
人拉滑轮利用口袋做功
沙子重100 N 人体重400 N 动滑轮重10 N
桶重20 N 口袋重5 N 地面到三楼高 6 m
W1 = 600 J
W2 = 30 J
W3 = 60 J
有用功600J
额外功90J
总功 690 J
这种办法最好！
机械效率——有用功跟总功的比值。
注：机械效率一般用百分数表示，没有单位。
公式：η＝
W有
W总
W有
W有+W额
＝
机械效率
知识点二
1.机械效率
G
F
W额＞0，W总＞W有 所以η＜1
W额＝0，W总＝W有 所以η＝1
分析公式：
理想状态，忽略机械自重和摩擦
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？
【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。
请谈谈我们可以采取哪些措施来提高机械效率
减小摩擦
减小机械本身的重力
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？
提水所做的功是有用功，提水桶所做的功是额外功。
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？
提水桶所做的功是有用功，提水所做的功是额外功。
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。
2.测量滑轮组的机械效率
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。
G/N h/m F/N s/m W有/J W总/J
1
2
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，机械效率越低。
F
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）
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：
η=
即：
W有＝Gh
W总 ＝Fs
3.测量斜面的机械效率
斜面的倾斜程度 木块重 G/N 斜面高度h/m 沿斜面拉力F/N 斜面长 s/m 有用功 W有/J (Gh) 总功 W总/J (Fs) 机械效率η
较缓
较陡
最陡
0.06
1.7
1.7
1.7
0.1
0.14
0.4
0.5
0.6
0.82
0.82
0.82
0.1
0.17
0.24
0.33
0.41
0.49
30 ％
41％
49 ％
探究：斜面的机械效率与斜面的倾角的关系
1.斜面的倾斜程度
（光滑程度一样的斜面，倾斜程度越大，机械效率越高）
2.斜面的粗糙程度
（倾斜程度一样的斜面，斜面越光滑，机械效率越高）
影响斜面机械效率的因素
课堂小结
1．如图所示的滑轮组将重G＝12 N的物体匀速提升20 cm。所用的拉力F＝5 N，所做的有用功为
J，机械效率为 ，当改为提升18 N的重物时，该滑轮组的机械效率为 。（忽略滑轮重和绳与轴的摩擦）
2.4
80%
85.7%
F
G
随堂练习
2.利用如图所示的滑轮组先后匀速提升重为200N和150N的物体。已知提升200N的物体时,绳子自由端的拉力为125N,拉力的功率为125W。若两次物体上升的速度相同,不计摩擦和绳重,则提升重为150N的物体时（ ）
A.滑轮组的机械效率为80%
B.滑轮组的机械效率为75%
C.拉力的功率为50W
D.拉力的功率为100W
B、D
3.如图,用滑轮组将一重物竖直向上匀速提升2m,所用拉力F=100N,若该过程中滑轮组的机械效率为80%,则滑轮组对重物做的有用功为______J。
320
W有=W总η=100N×2×2m×80%=320J
W有
W总
η＝