(共32张PPT)
人教八下物理
同步精品课件
人教版八年级下册
2025年春八下物理情景教学课件嵌视频（统编2024版）
第十二章 简单机械
12.4 机械效率
第1课时 机械效率及其计算
目 录
新课引入
2
新知学习
3
课堂小结
4
学习目标
1
随堂练习
5
1. 能结合实例分析什么是有用功、额外功和总功.
2. 能说出机械效率的含义，知道机械效率是小于1的.
3. 能利用机械效率的公式进行简单的计算.
学习目标
重点
重点
新课引入
问题
利用机械帮助我们工作，会给我们带来极大的方便. 有的机械可以省力，有的机械可以省距离，利用滑轮组提升重物，绳端拉力所做的功与滑轮组对重物所做的功相同吗
新知学习
一、有用功和额外功
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？
提升水做的功是有用功；提升桶做的功就是额外功.
思考
打捞掉到井里的水桶，捞上的桶里带了一些水. 此过程中所做的功哪部分是有用功，哪部分是额外功？
提升桶做的功是有用功，对这些水做的功就是额外功.
思考
思考
使用机械也会出现这种情况吗？
研究使用动滑轮是否省功？
演 示
1. 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.
点击播放视频
W1=Gh=2 N×0.1 m=0.2 J
拉力所做的功
2. 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，再次计算拉力所做的功.
点击播放视频
W2=Fs=1.2 N×0.2 m=0.24 J
拉力所做的功
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，但第二次实验中拉力做的功要多一些.
分析
第二次实验中将钩码提升一定的高度是我们的工作目的.
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.
总功等于有用功与额外功之和，即
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，我们还不可避免地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.
W总=W有用+W额外
归纳
1. 有用功：无论是否使用机械，必须要做的功叫作有用功，用
W有用表示.
2. 总功：动力对机械所做的功叫作总功，用W总表示.
3. 额外功：使用机械时，不可避免地要克服机械本身所受的重力
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.
4. 总功等于有用功和额外功之和.用符号表示：W总=W有用+W额外.
5. 使用任何机械都不省功.
小明家最近买了一处新楼房，位于三楼. 他想把洗手间、厨房装修一下，需把沙子运到三楼. 小明想到了三种方法，如图所示，你认为选择哪种方法更好呢？这三种方法有什么区别？
3 m
3 m
3 m
沙子重100 N
桶重20 N
体重400 N
口袋重5 N
动滑轮重10 N
把重100 N的沙子运上三楼
思考
对沙子做功
对空桶或袋子、动滑轮做功
克服自身重力做功
并不需要做但又不得不做的功
必须要做的功
他的目的是：
把沙子运上三楼
有用功
额外功
分析
对沙子做功
对 桶 做 功
W1 = 100 N×6 m=600 J
克服自重做功
总功
3 120J
额外功
2 520 J
W2 =20 N×6 m=120 J
W3 =400 N×6m= 2 400 J
有用功
600 J
3 m
3 m
3 m
沙子重100 N
桶重20 N
体重400 N
口袋重5 N
动滑轮重10 N
把重100 N的沙子运上三楼
人利用桶搬沙子
利用动滑轮和桶搬沙子
对沙子做功
对 桶 做 功
W1 =100 N×6 m= 600 J
对滑轮做功
额外功
180 J
W3 =10 N×6 m= 60 J
有用功
600 J
总功
780 J
把重100 N的沙子运上三楼
3 m
3 m
3 m
沙子重100 N
桶重20 N
体重400 N
口袋重5 N
动滑轮重10 N
W2 = 20 N×6 m= 120 J
利用动滑轮和口袋搬沙子
把重100 N的沙子运上三楼
3 m
3 m
3 m
对沙子做功
对口袋做功
对滑轮做功
总功
690 J
额外功
90 J
W2 = 5 N×6 m = 30 J
W3 = 10 N×6 m = 60 J
有用功
600 J
第三种方法最好，因为第三种方法做的额外功最少，总功最少.
W1 = 100 N×6 m= 600 J
沙子重100 N
桶重20 N
体重400 N
口袋重5 N
动滑轮重10 N
在保证所做有用功一定的情况下，人们总是希望额外功越少越好，即额外功在总功中所占的比例越小越好，也就是有用功在总功中所占的比例越大越好.
种子的发芽率
树的成活率
粉笔的利用率
表示事物某一方面的优劣.
你知道生活中的“率”一词吗？
产品的合格率
利用机械帮助我们完成某项任务，也会涉及到“率”的问题.
物理学中，将有用功跟总功的比值叫作机械效率.
机械效率通常用百分数表示，没有单位.
有用功总是小于总功，所以机械效率总是小于1.
二、机械效率
如果用η表示机械效率，那么有
定义：
起重机的机械效率一般为40%~50%.
抽水机的机械效率一般为60%~80%.
抽水机的机械效率是60%表示的是什么意思？
思考
使用抽水机抽水时所做的有用功跟总功的比值是60%，也可以说有用功在总功中占有60%，另外的40%是额外功．
不同的机械，其机械效率一般不一样.
生活中一些机械的机械效率
电动机的机械效率一般为75%~90%
汽油发动机的机械效率一般为25%~30%
柴油发动机的机械效率一般为34%~45%
机械效率公式的变形：
例 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)
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＝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%.
类型 图示 目的 有用功 总功 机械效率
滑轮(组) 竖直提升 物体 W有= Gh W 总= FsF
水平移动 物体 W 有=fs物
拓展
常见简单机械的机械效率
类型 图示 目的 有用功 总功 机械效率
杠杆 将物体移至一定高度处 W有=Gh W 总= FsF
斜面 课堂小结
机械效率
及其计算
机械效率
公式：
_________.
符号：用____表示机械效率.
有用功总是_____总功，机械效率总是_____1.
小于
小于
机械效率通常用______表示.
百分数
有用功
和额外功
有用功：无论是否使用机械，_____要做的功叫作有用功，
用____表示.
总功：_____对机械所做的功叫作总功，用____表示.
额外功：使用机械时，不可避免地要克服机械本身所受的
____以及______等因素的影响而多做一些功，这部
分功叫作额外功，用_____表示.
必须
W有用
动力
W总
重力
摩擦力
W额外
总功等于______和______之和，用符号表示：______________.
有用功
额外功
W总=W有用+W额外
定义：物理学中，将_______跟_____的比值叫作机械效率.
有用功
总功
1. 下列有关机械的说法正确的是（ ）
A. 某机械的效率为105%
B. 某机械既可省力，又可省功
C. 某机械做功很多，但功率可能很小
D. 某机械做的有用功越多，机械效率越高
C
随堂练习
机械效率总是小于1
×
机械可以省力，不可以省功
×
√
×
功率与做功的多少无关
机械做的总功大小未知，机械效率大小无法比较
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
甲 乙
动滑轮
物体所受重力相等，提升的高度相等，由W=Gh可知，所做的有用功相等
×
C
定滑轮
W甲=F甲s甲= (G+G动)×2h
=(G+G动)h
W乙=F乙s乙= Gh ＜ W甲
×
√
→P甲＞P乙
不计绳重和摩擦，使用定滑轮时，额外功为0.使用动滑轮时，要提升动滑轮做额外功，机械效率小于100%.
×
3. 如图所示，物体重180 N，动滑轮重10N，小明用100 N 的拉力(方向不变)将物体匀速提升2 m，用了10 s，则此过程中有用功是____ J，额外功是___J，拉力的功率是____W，滑轮组的机械效率是 ____%.
360
40
40
90
则W额外=W总-W有用=400 J-360 J=40 J
滑轮组提升重物时所做的有用功：W有用=Gh=180 N×2 m=360 J
由图知承重绳子有2段，s=2 h=2×2 m=4 m
拉力所做的总功：W总=Fs=100 N×4 m=400 J
拉力所做的总功的功率：
滑轮组的机械效率：
4. (中考新考法·模型建构)很多名山风景区为了方便游客到达都把上山的公路修成如图所示的盘山公路，这样设计的优点是______；某次一辆质量为5 t的旅游车以120 kW的恒定功率沿着盘山公路向上行驶5 min到达了目的地．已知该过程中旅游车上升的高度为300 m，则该盘山公路的机械效率为________．(结果保留百分号前1位小数)
41.7%
省力
旅游车行驶过程中做的总功W总＝Pt＝1.2×105 W×5×60 s＝3.6×107 J
旅游车克服重力做的功W有用＝Gh＝mgh=5×103 kg×10 N/kg
×300 m＝1.5×107 J
则盘山公路的机械效率
谢谢
21世纪教育网（www.21cnjy.com)
中小学教育资源网站
兼职招聘：
https://www.21cnjy.com/recruitment/home/admin
