第十二章 第4节 机械效率 课件 (共21张PPT) 2024-2025学年人教版物理八年级下册
文档属性
| 名称 | 第十二章 第4节 机械效率 课件 (共21张PPT) 2024-2025学年人教版物理八年级下册 |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 6.0MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2025-04-18 23:11:44 | ||
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文档简介
(共21张PPT)
第十二章 简单机械
第 4 节 机械效率
手提肩扛
简单机械
机械服务生产生活
利用机械帮助我们工作，会给我们带来极大的方便。
新课导入
溯古追今
F×s=W
省力
省距离
质疑思考：使用动滑轮是否省功？
省功
？
新课导入
问题情境
一、有用功和额外功
（一）研究使用动滑轮是否省功
1. 如甲所示，用弹簧测力计将钩码缓慢地
提升一定的高度，计算拉力所做的功。
2. 如乙所示，用弹簧测力计并借助一个动
滑轮将同样的钩码缓慢地提升相同的高度，计
算弹簧测力计的拉力所做的功。
新知探究
演示实验
使用动滑轮不省功。
提出问题：两次做功的大小相同吗？
实验一
实验二
力 F/N 重物移动的距离h/m 力 F 做的功W1 /J
新知探究
力 F'/N 重物移动的距离 h/m 绳子自由端移动的距离 s/m 力 F' 做的功 W2 /J
W1＜W2，
0.98
0.1
0.098
0.6
0.1
0.2
0.12
实验分析
实验结果
（二）有用功和额外功
有用功：动滑轮对钩码的拉力所做的功叫作有用功，用 W有用表示。
总功：弹簧测力计的拉力所做的功，叫作总功，用 W总表示。
额外功：用动滑轮提升钩码时，要克服动滑轮本身所受的重力 以及摩擦力等因 素的影响而多做一些功，这部分功叫作额外功，用 W额外表示。
新知探究
新知探究
桔槔汲水
动滑轮提升物体
用斜面搬运货物
提出问题：生活中有没有使用机械时额外功为 0 的情况呢？
克服杠杆自重和
摩擦力做功
克服动滑轮自重和摩擦力做功
克服货物与斜面之间摩擦力做功
（二）有用功和额外功
对大量机械分析发现：
使用机械时，额外功不可能为 0。
大量实验表明：
新知探究
W总＝W有用＋W额外
W总＞W有用，任何机械都不能省功。
新知探究
问题情境
二、机械效率
1. 定义：物理学中，将有用功跟总功的比值叫作机械效率。
2. 公式：
3. 特点：
有用功总是小于总功，所以机械效率总是小于 1。
机械效率通常用百分数表示。
总功
有用功
η＝
W有用
W总
新知探究
起重机效率一般为 40%～50%
抽水机效率一般为 60%～80%
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
F＝G＝mg＝0.5×103 kg×10 N/kg＝5×103 N
起重机提升重物所做的功是有用功
W有用＝Fh=5×103 N×3 m=1.5×104 J
起重机的电动机所做的功是总功 W总=3.4×104 J
因此，起重机的机械效率
这台起重机的机械效率为44%。
新知探究
例题：起重机把质量为 0.5 t 的重物匀速提升了3 m，而它的电动机所做的功是 3.4×104 J，起重机的机械效率是多少？（g 取10 N/kg）
η＝
W有用
W总
1.5×104 J
3.4×104 J
＝
＝0.44＝44%
新知探究
想想议议
题目中这台大型起重机的机械效率比较低，为什么？能否通过测量
滑轮组的机械效率进行说明和分析？
新知探究
三、实验：测量滑轮组的机械效率
提出问题：如何测量滑轮组的机械效率？
设计实验：
1. 测量滑轮组的机械效率，需要测量哪两种功？
W有和 W总
2. 要想知道这两种功，需要测量哪些量，用到哪些
器材？
3. 实验的操作步骤有哪些？
4. 如图所示，实验过程中的注意事项有哪些？
G物
F
新知探究
钩码
弹簧测力计
滑轮
细线
粘钩
实验器材与装置：
新知探究
实验过程：
1. 用弹簧测力计测量钩码所受的重力 G，并填入下表。
2. 按照实验图安装滑轮组，分别记下钩码和绳端（弹簧测力计挂钩底部）的位置。
3. 缓慢拉动弹簧测力计，使钩码升高，读出拉力 F 的数值，用刻度尺测出钩码提
升的高度 h 和绳端移动的距离 s，将这三个量填入下表。
4. 算出有用功 W有用、总功W总、机械效率 η，并填入下表。改变钩码的数量，重复
上面的实验。
序号 钩码所受的重力 G物/N 提升高度h/m 有用功 W有用/J 拉力F/N 绳端移动的距离 s/m 总功 W总/J 机械
效率 η
1
2
3
0.44
1.00
1.48
0.1
0.1
0.1
0.20
0.38
0.54
0.3
0.3
0.3
0.044
0.100
0.148
0.060
0.114
0.162
73.3%
87.7%
91.4%
新知探究
影响滑轮组机械效率的因素
·提升物体的重力（在竖直情况下）
·动滑轮和绳子的重力
·绳子和滑轮、滑轮与轴之间的摩擦
想想议议
新知探究
四、物理与生活
影响滑轮组机械效率的因素：
1. 提升物体的重力（在竖直情
况下）；
2. 动滑轮和绳子的重力；
3. 绳子和滑轮、滑轮与轴之间
的摩擦。
提高机械效率的方法
方法：
1. 改进结构，使机械设备更合理、更轻巧；
2. 按照技术规程经常保养，使机械设备处于良好的状态。
……
四、物理与生活
讨论：提高机械效率在实际生产生活中有什么意义？
意义：提高机械效率可以充分地发挥机械设备的作用，对节能减排、便利生活、提高经济效益有重要的意义。
新知探究
例题精讲
1. 用水桶从井中提水的时候，所做的有用功是 __________________
______ ，做的额外功是 __________________________。（不考虑摩擦）
学以致用
克服水桶重力所做的功
的功
克服水的重力所做
例题精讲
2. 如图所示的滑轮组中，动滑轮重 1 N，小强用 6 N 的拉力 F 通过该滑轮组匀速拉起重 10 N 的物体，物体沿竖直方向上升 0.4 m。此过程中，额外功是 ________，机械效率是 ________ 。
学以致用
0.8 J
83.3%
W总＝Fs＝6 N×0.8 m＝4.8 J
W有用＝Gh＝10 N×0.4 m＝4 J
W额外＝W总－W有用＝4.8 J－4 J＝0.8 J
η＝
W有用
W总
4 J
4.8 J
＝
＝83.3%
机械
效率
课堂小结
有用功、总功和额外功
探究滑轮组的机械效率
探究使用动滑轮是否省功
1. 定义
2. 公式
3. 如何提高
引
出
定义
所有机械都不省功
推理
第十二章 简单机械
第 4 节 机械效率
手提肩扛
简单机械
机械服务生产生活
利用机械帮助我们工作，会给我们带来极大的方便。
新课导入
溯古追今
F×s=W
省力
省距离
质疑思考：使用动滑轮是否省功？
省功
？
新课导入
问题情境
一、有用功和额外功
（一）研究使用动滑轮是否省功
1. 如甲所示，用弹簧测力计将钩码缓慢地
提升一定的高度，计算拉力所做的功。
2. 如乙所示，用弹簧测力计并借助一个动
滑轮将同样的钩码缓慢地提升相同的高度，计
算弹簧测力计的拉力所做的功。
新知探究
演示实验
使用动滑轮不省功。
提出问题：两次做功的大小相同吗？
实验一
实验二
力 F/N 重物移动的距离h/m 力 F 做的功W1 /J
新知探究
力 F'/N 重物移动的距离 h/m 绳子自由端移动的距离 s/m 力 F' 做的功 W2 /J
W1＜W2，
0.98
0.1
0.098
0.6
0.1
0.2
0.12
实验分析
实验结果
（二）有用功和额外功
有用功：动滑轮对钩码的拉力所做的功叫作有用功，用 W有用表示。
总功：弹簧测力计的拉力所做的功，叫作总功，用 W总表示。
额外功：用动滑轮提升钩码时，要克服动滑轮本身所受的重力 以及摩擦力等因 素的影响而多做一些功，这部分功叫作额外功，用 W额外表示。
新知探究
新知探究
桔槔汲水
动滑轮提升物体
用斜面搬运货物
提出问题：生活中有没有使用机械时额外功为 0 的情况呢？
克服杠杆自重和
摩擦力做功
克服动滑轮自重和摩擦力做功
克服货物与斜面之间摩擦力做功
（二）有用功和额外功
对大量机械分析发现：
使用机械时，额外功不可能为 0。
大量实验表明：
新知探究
W总＝W有用＋W额外
W总＞W有用，任何机械都不能省功。
新知探究
问题情境
二、机械效率
1. 定义：物理学中，将有用功跟总功的比值叫作机械效率。
2. 公式：
3. 特点：
有用功总是小于总功，所以机械效率总是小于 1。
机械效率通常用百分数表示。
总功
有用功
η＝
W有用
W总
新知探究
起重机效率一般为 40%～50%
抽水机效率一般为 60%～80%
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
F＝G＝mg＝0.5×103 kg×10 N/kg＝5×103 N
起重机提升重物所做的功是有用功
W有用＝Fh=5×103 N×3 m=1.5×104 J
起重机的电动机所做的功是总功 W总=3.4×104 J
因此，起重机的机械效率
这台起重机的机械效率为44%。
新知探究
例题：起重机把质量为 0.5 t 的重物匀速提升了3 m，而它的电动机所做的功是 3.4×104 J，起重机的机械效率是多少？（g 取10 N/kg）
η＝
W有用
W总
1.5×104 J
3.4×104 J
＝
＝0.44＝44%
新知探究
想想议议
题目中这台大型起重机的机械效率比较低，为什么？能否通过测量
滑轮组的机械效率进行说明和分析？
新知探究
三、实验：测量滑轮组的机械效率
提出问题：如何测量滑轮组的机械效率？
设计实验：
1. 测量滑轮组的机械效率，需要测量哪两种功？
W有和 W总
2. 要想知道这两种功，需要测量哪些量，用到哪些
器材？
3. 实验的操作步骤有哪些？
4. 如图所示，实验过程中的注意事项有哪些？
G物
F
新知探究
钩码
弹簧测力计
滑轮
细线
粘钩
实验器材与装置：
新知探究
实验过程：
1. 用弹簧测力计测量钩码所受的重力 G，并填入下表。
2. 按照实验图安装滑轮组，分别记下钩码和绳端（弹簧测力计挂钩底部）的位置。
3. 缓慢拉动弹簧测力计，使钩码升高，读出拉力 F 的数值，用刻度尺测出钩码提
升的高度 h 和绳端移动的距离 s，将这三个量填入下表。
4. 算出有用功 W有用、总功W总、机械效率 η，并填入下表。改变钩码的数量，重复
上面的实验。
序号 钩码所受的重力 G物/N 提升高度h/m 有用功 W有用/J 拉力F/N 绳端移动的距离 s/m 总功 W总/J 机械
效率 η
1
2
3
0.44
1.00
1.48
0.1
0.1
0.1
0.20
0.38
0.54
0.3
0.3
0.3
0.044
0.100
0.148
0.060
0.114
0.162
73.3%
87.7%
91.4%
新知探究
影响滑轮组机械效率的因素
·提升物体的重力（在竖直情况下）
·动滑轮和绳子的重力
·绳子和滑轮、滑轮与轴之间的摩擦
想想议议
新知探究
四、物理与生活
影响滑轮组机械效率的因素：
1. 提升物体的重力（在竖直情
况下）；
2. 动滑轮和绳子的重力；
3. 绳子和滑轮、滑轮与轴之间
的摩擦。
提高机械效率的方法
方法：
1. 改进结构，使机械设备更合理、更轻巧；
2. 按照技术规程经常保养，使机械设备处于良好的状态。
……
四、物理与生活
讨论：提高机械效率在实际生产生活中有什么意义？
意义：提高机械效率可以充分地发挥机械设备的作用，对节能减排、便利生活、提高经济效益有重要的意义。
新知探究
例题精讲
1. 用水桶从井中提水的时候，所做的有用功是 __________________
______ ，做的额外功是 __________________________。（不考虑摩擦）
学以致用
克服水桶重力所做的功
的功
克服水的重力所做
例题精讲
2. 如图所示的滑轮组中，动滑轮重 1 N，小强用 6 N 的拉力 F 通过该滑轮组匀速拉起重 10 N 的物体，物体沿竖直方向上升 0.4 m。此过程中，额外功是 ________，机械效率是 ________ 。
学以致用
0.8 J
83.3%
W总＝Fs＝6 N×0.8 m＝4.8 J
W有用＝Gh＝10 N×0.4 m＝4 J
W额外＝W总－W有用＝4.8 J－4 J＝0.8 J
η＝
W有用
W总
4 J
4.8 J
＝
＝83.3%
机械
效率
课堂小结
有用功、总功和额外功
探究滑轮组的机械效率
探究使用动滑轮是否省功
1. 定义
2. 公式
3. 如何提高
引
出
定义
所有机械都不省功
推理