12.3.1机械效率 课件(共22张PPT) 2023-2024学年物理人教版八年级下册

(共22张PPT)
第十二章　简单机械
第3节　机械效率(第1课时)
课程标准(2022年版) 本节要点
3.2.3　知道机械效率． 1．了解有用功、额外功和总功的概念．
2．能利用机械效率的公式进行简单的计算．(重点)
为了把重100 N的沙子从一楼运上三楼, 体重相同的小刚、小明和小亮三位同学采用了如图所示的三种方法:小刚用桶提着上楼;小明采用滑轮提升小桶的方法;小
亮采用滑轮提升口袋的方法．(忽略楼板厚度)
有用功、额外功和总功
(1)将沙子运上三楼,他们对沙子做的功为_____J．
(2)小刚将沙子运上三楼,除了对沙子做功,还要对_____和_________做功．
(3)小明将沙子运上三楼,拉力为____N,拉力做的功为_____J．
(4)小亮将沙子运上三楼,拉力为______N,拉力做的功为_____J．
(5)由此可见,使用动滑轮______省力,________省功．(均选填“可以”或“不可以”)
600
桶
他自己
65
780
57.5
690
可以
不可以
结论:(1)对人们有用的功叫做________,如对______做的功．
(2)不需要但又不得不做的功叫做________,如对__________________等做的功．
(3)有用功与额外功的总和叫做______．
有用功
沙子
额外功
桶、口袋、动滑轮
总功
[物理观念]用重20 N的水桶到3 m深的井中打一桶水,水重
30 N,不计绳重,则打一次水做的有用功是____J,额外功是____J,总功是_____J;若不慎将水桶落入井中,现打捞水桶,里面也带了同样多的水,则此时有用功是____J,额外功是____J,总功是_____J．
1
90
60
150
60
90
150
变式1　(2023·深圳福田区期末)如图所示,用60 N的拉力将重80 N的重物匀速提升2 m,不计绳重和摩擦,下列选项正确的是(　　)
A．绳子自由端移动的距离是6 m
B．有用功是80 J
C．拉力做的总功是180 J
D．动滑轮的重力是40 N
D
　1．使用任何机械都不省功,但可以省力或省距离．
2．有用功:在工作时,对人们有用的功．用符号W有表示．
3．额外功:在工作时,除有用功外不得不额外多做的功.用符号W额表示.
4．总功:有用功与额外功的和．用符号W总表示．
1．定义:有用功与总功的比值．用符号η表示．
2．机械效率的计算公式:η＝．
3．用简单机械提升物体时,W有＝Gh,W总＝Fs,则η＝．如果用滑轮组提升物体,由于s＝nh,则η＝．
4．利用机械做功时,不可避免地要做额外功,使有用功总比总功小,而机械效率等于有用功与总功的比值,所以机械效率总小于1(即小于100%)．
机械效率
注意事项:
(1)机械效率η是个百分数,没有单位．
(2)机械效率与功率:①机械效率反映的是有用功占总功的百分比,和机械做功的快慢无关;
②功率反映力做功的快慢,和做多少有用功无关;③机械效率和功率没有任何关系．
(3)机械效率的高低与是否省力无关;与机械做功的多少无关．
(2023·连云港)下列关于机械效率的说法正确的是(　　)
A．越省力的机械,机械效率越高
B．做功越快的机械,机械效率越高
C．所做有用功越多的机械,机械效率越高
D．有用功与总功的比值越大的机械,机械效率越高
2
D
变式2　下列关于功率和机械效率的说法中,正确的是(　　)
A．做功多的机械,机械效率一定高
B．功率大的机械,做功一定多
C．机械效率高的机械,功率一定大
D．做功快的机械,功率一定大
D
[科学思维]如图所示,某工人利用滑轮组将一个重为900 N的货箱在6 s内匀速提升了3 m.此过程中,绳子自由端所受的拉力F为400 N,求:
(1)工人做的有用功;
3
解:工人做的有用功
W有＝Gh＝900 N×3 m＝2 700 J
答:工人做的有用功为2 700 J;
(2)滑轮组的机械效率．
解:由题图可知,n＝3
则滑轮组的机械效率
η＝＝75%
答:滑轮组的机械效率为75%．
变式3　某地科技产业园项目建设中,工人用如图所示的装置将质量为70 kg的建筑材料匀速提升了6 m,用时10 s．电动机的输出功率恒定为600 W,不计绳重和摩擦,g＝10 N/kg．求:
(1)电动机对建筑材料做的有用功;
解:建筑材料的重力
G物＝mg＝70 kg×10 N/kg＝700 N
电动机对建筑材料做的有用功
W有＝G物h＝700 N×6 m＝4 200 J
答:电动机对建筑材料做的有用功为4 200 J;
(2)10 s内电动机输出的总功;
解:10 s内电动机输出的总功W总＝Pt＝600 W×10 s＝6 000 J
答:10 s内电动机输出的总功为6 000 J;
解:此装置的机械效率η＝＝70%
答:此装置的机械效率为70%．
(3)此装置的机械效率．
1．(2023·深圳龙岗区月考)小红用如图所示的滑轮向左匀速拉动物体A,下列说法正确的是(　　)
A．物体重力做的功是有用功
B．拉力F1做的功是额外功
C．拉力F做的功是总功
D．克服物体受到的摩擦力做的功是总功
C
2．关于功率和机械效率,下列说法正确的是(　　)
A．机械效率越大,其功率就越大
B．越省力的机械,其功率就越小
C．做功越慢的机械,其机械效率就越低
D．有用功与总功的比值越大的机械,其机械效率就越高
D
3．(2023·雅安)“争创全国文明城市,建设活力魅力雅安.”雅安市启动了对部分老旧小区的改造升级工程．工人利用滑轮组提升重480 N的建筑材料,如图所示．已知工人对绳子的拉力F为 200 N,建筑材料在10 s内匀速上升了5 m,不计绳重及摩擦．下列说法正确的是(　　)
A．动滑轮所受重力为280 N
B．滑轮组所做的有用功为3 000 J
C．拉力F的功率为300 W
D．滑轮组的机械效率为75%
C
4．[传统文化]明代学者宋应星著有《天工开物》,如图是书中描绘古代劳动人民用桔槔汲水的场景．桔槔属于______(选填“杠杆”“滑轮”或“轮轴”),使用时,机械效率η____1(选填“>”“<”或“＝”)．
杠杆
<
5．(回归教材)如图所示,用动滑轮在5 s内将一个重为200 N的物体匀速向上提升3 m,拉力为150 N,绳重和摩擦忽略不计．求:
(1)拉力的功率;
解:由题图知n＝2,则绳子自由端移动的距离
s＝2h＝2×3 m＝6 m
拉力做的总功W总＝Fs＝150 N×6 m＝900 J
拉力的功率P＝＝180 W
答:略．
(2)这个动滑轮的机械效率;(精确到0.1%)
解:拉力做的有用功W有＝Gh＝200 N×3 m＝600 J
动滑轮的机械效率η＝＝66.7%
答:略．
(3)动滑轮的重力．
解:绳重和摩擦忽略不计,则绳端的拉力F＝(G+G动)
动滑轮的重力G动＝2F-G＝2×150 N-200 N＝100 N
答:略．