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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2课时 测量简单机械的机械效率
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. 通过实验测量滑轮组的机械效率，并分析得出滑轮组机械效率的高
低与物体重力的大小有关.
2. 通过计算分析得出影响滑轮组机械效率的因素，并得出提高滑轮组
机械效率的办法.
3. 通过实验测量斜面的机械效率，并得出提高斜面机械效率的办法.
重点
学习目标
难点
知识回顾
新课引入
机械效率：物理学中，将有用功跟总功的比值叫作机械效率：
我们应该如何来测量简单机械的机械效率呢？
思考
要想测量滑轮组的机械效率，就要想办法找出使用滑轮组工作时的有用功和总功，然后求出二者的比值. 在本实验要想知道有用功和总功，需要测量哪些量
新知学习
测量滑轮组的机械效率
实 验
一、测量滑轮组的机械效率
1. 设计方案，收集证据
【实验思路】
W总= Fs
W有用=G h
测量重物的重力G
测量重物移动的距离h
测量绳端的拉力F
测量绳端移动的距离s
【实验过程】
(1)用弹簧测力计测量钩码所受的重力G并填入表中.
(2)按照图示安装滑轮组，分别记下钩码和绳端(弹簧测力计挂钩底部)的位置.
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(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，将这三个量填入表中.
竖直向上，缓慢
匀速拉动测力计.
改变钩码的数量，重复上面的实验.
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h
s
次数 钩码所受的重力G/N 提升高度h/m 有用功W有/J 拉力F/N 绳端移动的距离s/m 总功W总/J 机械
效率
1
2
3
记录数据
0.50
1.00
1.50
0.030
0.045
0.59
0.086
0.050
57.69%
0.026
0.030
0.030
0.40
0.091
0.030
0.015
0.30
0.087
0.036
83.33%
90.00%
(4)算出有用功W有用、总功W总、机械效率 并填入表中.
W有用=G h
W总= Fs
实验结论
动滑轮重一定时，物重越大，机械效率越高.
2. 得出结论，作出解释
动滑轮的重力会影响滑轮组的机械效率吗？
思考
G动/N G物/N h/m W有用/J F/N s/m W总/J
0.3 4 0.05 0.2 1.7 0.15 0.255 78.4%
1.2 4 0.05 0.2 1.9 0.15 0.285 70.2%
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实验结论：
用滑轮组提升物体，其他条件一定时，动滑轮越重，机械效率越低.
在忽略摩擦的情况下，有用功W有用=G物h，额外功W额外=G动h，则
W总=W有用+W额外=G物h+G动h
滑轮组机械效率为
由此可知，滑轮组的机械效率主要与G物和G动有关.
1. 滑轮组的机械效率与拉动绳子的速度是否有关呢？
思考
无关.
滑轮组的机械效率只与被提物体的重力、动滑轮的重力和绳与滑轮之间的摩擦有关.
匀速拉动时弹簧测力计示数稳定，更方便读数.
2. 滑轮组的机械效率与滑轮组的绕线方式是否有关呢？
思考
在不考虑绳子的重量和绳子与滑轮间的摩擦的情况下，提升物体时绳端的力
机械效率
所以对于同一滑轮组，挂同一重物，滑轮组的机械效率与绳子的绕
法无关.
绳重、绳与滑轮之间的摩擦
动滑轮重、绳重、绳与滑轮之间的摩擦
机械自重和摩擦
使用机械时产生额外功的原因
归纳
1. 用同一滑轮组提升不同重物时，机械效率不同，重物越重，提升重物做的有用功越多，机械效率越高.
2. 用不同的滑轮组提升同一重物时，机械效率不同，动滑轮重的做的额外功越多，机械效率越低.
3. 滑轮组提升重物时，机械效率的高低与提升物体的重力、动滑轮自重以及机械间的摩擦有关.
你认为如何才能提高滑轮组的机械效率呢？
思考
1. 可以适当增加物重.
2. 可以选择轻质的绳子和质量较轻的滑轮.
3. 可以在滑轮上加润滑油减小摩擦.
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、提高经济效益有重要的意义.
提高机械效率的办法
(减小机械自重)
方法一：
方法二：
在使用中按照技术规程经常保养，使机械设备处于良好的状态.如：定时加强机械运动部位的润滑，减小机械间的摩擦.
改进结构，使机械设备更合理、更轻巧.
二、测量斜面的机械效率
要测量斜面的机械效率，就要求出有用功和总功，那么需要测出哪些物理量？
思考
W总= Fs
W有用=G h
测量物体的重力G
测量物体上升的高度h
测量绳端的拉力F
测量绳端移动的距离s
1. 用弹簧测力计测量小车所受的重力G并填入表中.
2. 用弹簧测力计匀速拉动小车，使其在倾角一定的斜面上移动一段距离.
3. 改变小车的重力，重复上面的实验.
测量斜面的机械效率
演 示
点击播放视频
结论：
实验次数 高度h/cm 移动的距离l/cm 重力G/N 拉力F/N 有用功W有/J 总功 W总/J 斜面的机械效率η
1
2
3
数据表格
斜面的机械效率与物体的重力有关，其他条件一定时，物体的重力越大，机械效率越高.
13.90
35.40
0.70
0.30
91.6%
15.00
38.80
1.70
0.70
93.9%
12.10
31.40
2.70
1.10
94.6%
0.0973
0.255
0.3267
0.1062
0.2716
0.3454
W有=G h
W总= Fs
斜面的机械效率还与什么因素有关呢？
思考
猜想1：可能与斜面的倾斜程度有关.
操作1：用弹簧测力计匀速拉动小车，使其在倾斜程度不同的斜面上移
动一段距离.
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斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关，其他条件一定时，斜面倾斜程度越大，机械效率越高.
结论：
实验次数 斜面倾斜程度 高度h/cm 移动的距离l/cm 重力G/N 拉力F/N 有用功W有/J 总功 W总/J 斜面的机械效率η
1
2
3
数据表格
较缓
36.20
1.7
0.30
83.0%
较陡
35.40
1.7
0.45
90.7%
陡
34.20
1.7
0.65
94.1%
5.30
8.50
12.30
0.0901
0.1445
0.2091
0.1086
0.1593
0.2223
W有=G h
W总= Fs
猜想2：可能与斜面的粗糙程度有关.
点击播放视频
操作2：用弹簧测力计匀速拉动小车，使其在倾斜程度相同、粗糙程度
不同的斜面上移动一段距离.
实验次数 斜面 材料 木块重 G/N 高度 h/m 沿斜面拉力F/N 移动的距离s/m 有用功 W有/J 总功 W总/J 机械效率η
1 木板
2 棉布
3 毛巾
1.5
0.086
0.65
0.3
0.1290
0.195
数据表格
1.5
1.5
0.086
0.086
1.00
1.18
0.3
0.3
0.1290
0.1290
0.300
0.354
66.2 %
43.0 %
36.4 %
算出有用功W有用、总功W总、机械效率 并填入表中.
斜面的机械效率与斜面的粗糙程度有关，其他条件一定时，接触面越光滑，机械效率越高.
结论：
斜面的机械效率与拉动物体的速度以及提升物体的高度是否有关呢？
思考
根据数学知识可知h=s·sinθ
所以斜面的机械效率与提升物体的高度无关.
无关. 斜面的机械效率只与斜面粗糙程度、斜面的倾斜角度有关.匀速拉动时弹簧测力计示数稳定，更方便读数.
归纳
1. 斜面的机械效率与物体的重力、斜面的倾斜程度以及斜面的粗糙程度有关.物体越重、斜面的倾斜程度越大、粗糙程度越小，斜面的机械效率越大.
2. 斜面的机械效率与拉动物体的速度、提升物体的高度无关.
课堂小结
测量简单
机械的
机械效率
实验原理：
测量滑轮组
的机械效率
_________.
__________、____________以及滑轮组轮与轴
及轮与绳之间的_____.
同一滑轮组，物体的重力越____，滑轮组的机
械效率越高.
利用滑轮组提升同一物体，动滑轮的重力越小，
滑轮组的机械效率越____.
物体的重力
动滑轮的重力
摩擦
提高机械
效率的方法
1. 改进结构，使机械设备更合理、更轻巧.
2. 在使用中按照技术规程经常保养，使机械设备处于良好的状态.如：定时加强机械运动部位的润滑，_____机械间的摩擦.
大
高
影响
因素
减小
测量斜面
的机械效率
实验原理：
_________.
影响因素：
物体的_____、斜面的_________以及斜面的粗糙程度.
重力
倾斜程度
随堂练习
1. (2024眉山)如图是小龙“测量斜面机械效率”的实验装置. 斜面粗糙程度相同. 先用平行斜面向上的恒定拉力F将重6 N的物体以1 m/s的速度匀速拉到斜面顶端，测得斜面的机械效率为75%. 则下列说法正确的是( )
A. 拉力做功为3 J
B. 物体受到摩擦力为1.5 N
C. 在匀速拉动过程中，物体的机械能不变
D. 若以2 m/s的速度匀速拉动物体，斜面机械效率仍为75%
D
W有用=G h=6 N×0.5 m=3 J
拉力做的功
×
斜面的长度s=1 m
W额外=W总-W有用=1 J
×
×
摩擦力
物体高度增加，重力势能增加，机械能变大
机械效率与物体运动速度无关
√
2. 如图所示，这是一种利用滚轴和绳子组装的特殊提升装置，该提升装置相当于_______(填简单机械名称)模型；人们借助这种装置的主要目的是为_______(选填“省力”“省距离”或“省功”)；利用该装置提升的物体越重，该装置的机械效率会越____.
滑轮组
省力
高
上端为定滑轮；下端为动滑轮，相当于滑轮组模型
滑轮组可以省力，但费距离，不能省功
动滑轮重力一定时，物体越重，机械效率越高
3. 某小组用如图所示的装置进行“测量滑轮组的机械效率”实验.实验数据如表所示.
实验次数 钩码重G/N 钩码上升高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动距离s/m 机械效
率
1 4 0.1 2.7 0.2 74%
2 4 0.1 1.8 0.3 74%
3 8 0.1 3.1
s=ns物=3×0.1 m=0.3 m
0.3
86
0.3
86%
(1)实验时应沿竖直方向_____缓慢向上拉动弹簧测力计.
(2)用图中丙装置进行实验得出表中第3次实验数据，实验中绳端移动的距离为_____m，该装置的机械效率为____%.(百分比保留整数)
n=3
匀速
丙
乙
甲
丙
乙
甲
(3)通过比较______(填实验次数的序号)两次实验数据得出结论：使用同一滑轮组提升同一重物时，滑轮组的机械效率与绳子段数_____(选填“有关”或“无关”).
实验次数 钩码重G/N 钩码上升高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动距离s/m 机械效
率
1 4 0.1 2.7 0.2 74%
2 4 0.1 1.8 0.3 74%
3 8 0.1 3.1
1、2
无关
0.3
86%
两次实验中，绳子的绕线应不同
n=2
n=3
n=3
机械效率相同
丙
乙
甲
(4)通过比较______(填实验次数的序号)两次实验数据得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越____.(选填“高”或“低”)
2、3
高
研究机械效率与物重的关系时,要控制滑轮个
数相同、绳子的段数相同,只改变物体的重力
机械效率不同
实验次数 钩码重G/N 钩码上升高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动距离s/m 机械效
率
1 4 0.1 2.7 0.2 74%
2 4 0.1 1.8 0.3 74%
3 8 0.1 3.1
0.3
86%
n=2
n=3
n=3
谢谢
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