11.3如何提高机械效率(第一课时) 课件(共38张PPT) 2024-2025学年沪粤版九年级物理上册

(共38张PPT)
版本：沪粤版
年级：九年级上册
物理
第十一章 机械功与机械能
11.3　如何提高机械效率(第一课时)
内容要求 知道机械效率。了解提高机械效率的意义和途径。
了解机械的使用对社会发展的作用。
活动建议:查阅资料，了解人类利用机械的大致历程，并与同学进行交流。
　　说明:课标内容为节选，加“　　”的是变动内容，加“　　”的是新增内容。
1.知道有用功、额外功、总功的概念，以及它们之间的关系
2.理解机械效率的定义，会用机械效率的公式进行简单计算
学习目标
有用功、额外功和总功
一
观察与思考
日常生活中，人们搬移物体，不是将物体平移到另一个地方，就是将物体从低处搬到高处（或从高处搬到低处）。
实验与探究
思考：利用机械时，所做的功为何多一些？
观察与思考
如图所示的两种机械做功的情况中，哪些功是我们需要的有用功？哪些功是不得不做的功？
归纳与小结
1．有用功（W有用）：我们需要的有价值的功。
2．额外功（W额外）：对人们既无利用价值又不得不做的功。
3．总功（W总）：动力对机械所做的功。
4．总功等于有用功与额外功之和，即W总=W有用+W额外。
5. W总＞W有用
什么是机械效率
二
观察与思考
（1）当你用水桶提水时，有两只大小相同的水桶可供选择，
一只是轻质塑料桶，另一只是厚铁皮桶，你选择哪一只
水桶？为什么？
（2）当你用滑轮提升一个重物时，你选择哪一种滑轮？
归纳与小结
在物理学中，把有用功W有用与总功W总的比值叫做机械效率。
用η表示机械效率
机械效率是表征机械性能的重要指标。
观察与思考
（1）机械效率的单位是什么？
（2）为什么机械效率总小于1？能不能等于1？
机械效率是一个比值，没有单位
不能。因为使用机械总有额外功
功率与机械效率的区别
观察与思考
1.功率是指物体在单位时间内所做的功，即功率是表示做功
快慢的物理量。
2.有用功在总功中所占的比例叫机械效率。
3.功率和机械效率是描述机械的两种不同性能，两者间没有
必然联系。
一、什么是有用功、额外功和总功
1.有用功：我们需要的、有价值的功，叫作有用功。
2.额外功：把无利用价值而又不得不做的功，叫做额外功。
3.总功：有用功和额外功之和是总功。
二、什么是机械效率
1.概念：有用功与总功的比值。
2.公式：η＝（W有用/W总）×100﹪
小结
1.把我们需要的、有价值的功叫做　　　　　　，符号是　　　　;把无利用价值但不得不做的功叫做　　　　，符号是　　　　;有用功与额外功之和叫做　　　　　　，符号是　　　　。
2.使用机械做功时，　　　　跟　　　　的比值叫做机械效率。用字母
　　　表示，公式为　　　　　　　　　　。
3.任何机械的机械效率总　　　　　1，原因是____________________　　　
。
有用功
W有用　
额外功
W额外
总功
W总
有用功
总功
η
η=×100%
小于
使用任何机械都不得不
做额外功
4.竖直方向提升物体时，滑轮组的机械效率:η=　　　 ×100%=
　　　 ×100%。
　
1.判断下列说法是否正确，正确的画“√”，错的画“ ”。
(1)额外功与总功的比值越大，机械效率越小。(　　)
(2)机械效率大的机械一定既省力又省功。(　　)
(3)机械效率越高，则机械做的有用功越多。(　　)
(4)机械做的总功越少，机械效率也越低。(　　)
(5)在总功相同时，机械效率高的机械，做的有用功就多。(　　)
(6)机械效率是有用功和额外功的总和。(　　)
√　


√　


2.小玲同学用水桶从水井中提水做清洁，在她做完清洁后，不小心把水桶碰倒掉进了井底。她把水桶从井底提上来的过程中，下列关于做功的说法中正确的是(　　)
A.对水桶所做的功是有用功
B.对水桶所做的功是额外功
C.对水所做的功是有用功
D.对水所做的功是总功
A
3.(2022·广东模拟)下列关于机械效率的说法正确的是(　　)
A.机械效率可以提高到100%
B.额外功与总功之比越小，机械效率越大
C.功率大的机械，机械效率高
D.机械效率越高，有用功就越多
B
4.通过“测量滑轮组机械效率”的实验可知，下列各措施中能提高机械效率的是(　　)
A.减小提升高度
B.增大提升速度
C.改用质量小的定滑轮
D.增大被提升物体的质量
D
5.用如图所示的装置测量滑轮组的机械效率，部分实验数据如下表:
实验次数 钩码重力G/N 钩码上升高度h/cm 拉力F/N 绳子自由端移动距离s/cm 机械效率η
1 2.0 5 1.0 15 66.7%
2 4.0 5 1.8 15 74.1%
3 4.0 10 1.8 30 74.1%
4 6.0 5 2.5 15
(1)实验过程中，缓慢地竖直拉动弹簧测力计，使钩码向上做　 　　 　运动。第1次实验时，钩码上升的时间为3 s，此过程中，绳子自由端上升的速度为　　　　m/s。
(2)第4次实验时所做的有用功为　　　J，滑轮组的机械效率是____%。
(3)分析1、2、4次实验的数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，重物重力越　　　(选填“大”或“小”)，滑轮组的机械效率越高;分析2、3次实验的数据可知，滑轮组的机械效率与钩码上升的高度　　　　(选填“有关”或“无关”)。
匀速直线
0.05　
0.3
80
大
无关
(4)用滑轮组提升重物时，下列选项中也可提高机械效率的是(　　)
A.换用更轻的动滑轮
B.加快提升物体的速度
A
1.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
D
2.(2024·河南)如图，甲、乙两人用不同的装置，在相同时间内把质量相等的货物匀速提升到同一平台，不计绳重及滑轮的摩擦。下列说法正确的是(　　)
A.甲做的有用功多
B.乙做的总功多
C.甲做总功的功率大
D.乙所用装置的机械效率小
C
3.如图所示是古代人利用滑轮打水的场景。井架上安装一个滑轮，绕过滑轮的绳索一端悬吊水桶，当人用力向下拉动绳索的另一端，即可让水桶上升。以下方法能提高滑轮提水的机械效率的是(　　)
A.减小滑轮的质量
B.增大拉绳的速度
C.增大桶内的水量
D.增大水桶的重力
C
4.在“测量滑轮组机械效率”的实验中，利用图2中甲、乙、丙三个实验装置进行实验，测得的实验数据如表。(钩码规格相同，动滑轮物重不可忽略)
实验次数 钩码重力G/N 提升高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动距离s/m 机械效率η
1 4 0.1 0.3
2 8 0.1 3.2 0.3 83.3%
3 8 0.1 2.0 0.5 80.0%
(1)在实验中，应沿竖直方向　　　　拉动弹簧测力计。
(2)第1次实验中，弹簧测力计示数如图1所示，其读数是　　　　　N，滑轮组的机械效率是　　　　　　。
(3)由1、2两次实验数据可得结论:使用同一滑轮组提升重物时，重物越重，机械效率越　　　。
(4)由　　　　　两次实验数据可得出结论:使用不同滑轮组提升相同重物，动滑轮越重，机械效率越低。
(5)在第3次实验操作的基础上，如图2中的丁所示改变绳端拉力方向，测得的拉力大小将　　　　(选填“变大”“变小”或“不变”)。
匀速
1.8
74.1%　
大　
2和3
变大
5.一个滑轮组经改进后提高了机械效率，用它将同一物体匀速提升同样的高度，改进后与改进前相比(　　)
A.有用功减少，总功减少
B.有用功增加，总功增加
C.有用功不变，总功不变
D.有用功不变，总功减少
D
6.(2023·广州模拟)小昕在测量机械效率的实验中，分别用甲、乙、丙三种机械将重为1 N的物体匀速提升0.2 m，记录它们所做的总功如图所示，则(　　)
A.甲的机械效率高于乙
B.乙的额外功大于甲
C.丙的数据是错误的
D.甲的有用功小于乙
C
7.如图，小明分别用甲、乙滑轮把同一桶沙提升相同高度。用甲滑轮所做的有用功为W1，机械效率η1;用乙滑轮所做的有用功为W2，机械效率为η2，若不计绳重与摩擦，则(　　)
A.W1=W2;η1=η2
B.W1=W2;η1>η2
C.W1D.W1>W2;η1<η2
B
8.小明用质量相同的滑轮组成如图所示的滑轮组，完成“测滑轮组机械效率的实验”，请回答下列问题:
实验次数 钩码重G/N 钩码上升高度h/m 测力计拉力F/N 测力计移动距离s/m 机械效率η
1 4 0.1 2.7 0.2 74%
2 4 0.1 1.8 0.3 74%
3 8 0.1 3.2 0.3 83%
4 8 0.1 2.7 0.4
(1)只要滑轮组结构一定，则测滑轮组机械效率时，实验器材可以不需要
　　　　。
(2)第4次实验的机械效率为　　　　　(保留一位小数)，并在图丁中画出相应的滑轮组绕线方法。
如图所示

刻度尺
74.1%
(3)通过比较　　　　(填实验次数的序号)两次实验数据可得出结论:同一滑轮组提升重物时，物重越重，滑轮组机械效率越高。
(4)已知弹簧测力计的量程为“0~5 N”，则利用此弹簧测力计提升物体时，忽略绳重和摩擦，甲、乙两个滑轮组中，甲的最大机械效率　　　(选填“大于”“小于”或“等于”)乙的最大机械效率。
2和3　
小于
9.小敏在利用斜面搬运物体A的过程中，提出了一个问题:“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有没有关系 ”针对这个问题，他通过在斜面上匀速直线拉动物体进行了实验探究(如图所示)，测得的实验数据如表所示:
实验序号 斜面的倾斜程度 物体重力G/N 物体上升高度h/m 沿斜面拉力F/N 物体移动距离s/m 有用功W有/J 总功W总/J 机械效率η/%
① 较缓 5.0 0.10 1.6 0.50 0.50 0.80 62.5
② 较陡 5.0 0.15 2.2 0.50 0.75 1.10 68.2
③ 最陡 5.0 0.25 3.1 0.50 1.25 1.55
(1)根据表中的数据可求出第③次实验中斜面的机械效率是　　　%。
(2)通过对上述实验数据的分析可知，斜面的省力情况与斜面倾斜程度的关系是:斜面越陡，越　　　　　　。
(3)通过对上述实验数据的分析，对斜面机械效率的问题可获得的初步结论是:在其他条件不变的情况下，斜面越陡，机械效率　　　　。
80.6　
费力
越高
10.某小组同学在探究滑轮组的机械效率与哪些因素有关时，提出了一些猜想，并对猜想进行验证。
(1)如果影响机械效率的因素有多个，要研究机械效率与某个因素的关系，需要先控制其他几个因素不变，这种方法在科学探究中被称作　　
　。
(2)以下是同学提出的两个猜想:
猜想A:两个相同滑轮组成的滑轮组，其机械效率与滑轮组细线的绕法有关。
猜想B:两个相同滑轮组成的滑轮组，其机械效率与滑轮组提升的物重有关。
控制变量法
(3)为了验证上述猜想是否正确，同学们准备分别按图a、b、c、d的滑轮组进行实验。
①按图　　　滑轮组准备做的两个实验是用来验证猜想A的，若实验测得两滑轮组的机械效率大小　　　　　(选填“相等”或“不相等”)，则可初步判断猜想A是错误的;
②按图　　　滑轮组准备做的两个实验是用来验证猜想B的，若实验测得两滑轮组的机械效率大小不相等，则可初步判断猜想B是　　　(选填“正确”或“错误”)的。
(4)接着，小组进行了实验验证。
a、c
相等
a、b
正确