11.3 机械效率 课件 (共23张PPT)2025-2026学年物理沪粤版（2024）九年级上册

(共23张PPT)
第3节 机械效率
第十一章 功与机械能
沪粤版（2024）九年级上册同步备课
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。
3.会测算滑轮组的机械效率。知道提高机械效率的方法。
建筑工地的智慧比拼
炎热的工地上，两位工人要将10袋水泥（每袋50kg）运到6米高的二楼平台。
①阿强：选择直接走楼梯背水泥，满头大汗地来回搬运。
②阿明：用滑轮组将水泥吊上楼，轻松拉动绳子。
阿明用了‘省力’的机械，为什么总做功反而比阿强多？多做的功去了哪里？
活动1：分析有用功与额外功
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？
(a)用滑轮组提起重物
(b)利用挖掘机挖掘、搬运泥土
知识点一：有用功与额外功
1．有用功（W有用）：我们需要的、有价值的功
2．额外功（W额外）：无利用价值却不得不做的功
3．总功（W总）：动力对机械做的功
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
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？
提水所做的功是有用功，提水桶所做的功是额外功。
如果桶掉到井里，从井里捞桶的时候，捞上的桶里带了一些水，这种情况下哪部分是有用功，哪部分是额外功？
提水桶所做的功是有用功，提水所做的功是额外功。
（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？
思考下列生活情景
（2）当你用滑轮提升一个重物时，你选择哪一种滑轮？
1.定义：在物理学中，把有用功W有用与总功W总的比，叫做机械效率。
用η 表示机械效率
机械效率是体现机械性能的重要指标。
知识点二：机械效率
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。因为使用机械必定需要做额外功
功率与机械效率的区别
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；而机械效率表示的是有用功与总功的比。
2.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。
练一练：下列关于功、功率和机械效率的说法正确的是（　　）
A．做功多的机械，功率一定大
B．功率大的机械，做功一定快
C．做功快的机械，机械效率一定高
D．做有用功多的机械，机械效率一定高
【答案】B
【解答】解：A．根据P= W/ t可知，在时间相同时，做的功越多，功率才越大，故A错误；B．功率是表示做功快慢，功率越大，说明做功越快，故B正确； C．根据P= W/ t、η= W有/ W总×100%可知，功率与机械效率没有必然联系，故C错误； D．根据η= W有 /W总×100%可知，在总功相同时，有用功越多，机械效率越大，故D错误。 故选：B。
B
选择器材，组装一个如图所示的滑轮组，并用它来提升重物G
实验目的：
测量滑轮组的机械效率
实验原理：
实验内容：
活动2：测量滑轮组的机械效率
注意事项
（1）钩码上升的高度h，可用竖直放置在钩码旁的刻度尺读出，以钩码的下端为标准读数。
（2）拉力F 的大小由弹簧测力计的示数读出，要竖直向下匀速拉动弹簧测力计时读数，弹簧不要和外壳摩擦。
（3）测量细绳自由端通过的距离s 时，可事先在细绳自由端上作一标记，再拉弹簧测力计，用滑轮组提升钩码。用刻度尺量出钩码上升的高度后，再量出细绳标记移动的距离，就是细绳自由端通过的距离s。
视频演示：测量滑轮组的机械效率
实验 序号 钩码 所受 重力 G/N 钩码上升的高度 h/m 弹簧测力计示数 F/N 绳子自由端移动的距离 s/m 滑轮组对钩码做的有用功W有用/J 动力对滑轮组做的功W总/J 机械效率η
1 0.5 4 0.3 11 0.02 0.033 60.6%
2 1.0 3 0.5 9 0.03 0.045 66.7%
3 1.5 1 0.7 3 0.015 0.021 71.4%
记录数据表
同一滑轮组的机械效率与提升重物的重力有关，重物重力越大，机械效率越高。
影响滑轮组机械效率的因素
摩擦、绳重（轮与轴及轮与绳之间）
（减小摩擦可以减少额外功，提高机械效率）
如：加强机械运动部位的润滑、采用轻质细绳
物重
（物重增加，机械效率提高）
动滑轮重
（动滑轮重减小，机械效率提高）
起重机：40%~60%
滑轮组：50%~70%
一些机械的机械效率
水泵：60%~80%
练一练：如图，用滑轮组提升重物时，将800N的物体在10s内匀速上升了1m。已知拉绳子的力F为500N。则提升重物的过程中（　　）
A．绳子自由端被拉下3m
B．做的有用功是800J
C．拉力F的功率是80W
D．滑轮组的机械效率是60%
B
机械效率
有用功和额外功
机械效率
滑轮组的机械效率：同一滑轮组，物重越大，机械效率越高
有用功：是我们需要的、有价值的功
总功：动力对机械做的功
额外功：无利用价值却不得不做的功
定义：有用功W有用与总功W总的比
公式：
=
W总
W有
1.机械效率高的简单机械必定（　　）
A．越省力 B．有用功越多
C．越省距离 D．额外功占总功的比例小
D
2.如图所示为古人借助辘轳从井中汲水。以下方法中可以提高辘轳机械效率的是（　　）
A．增大水桶的重力 B．增大绳子的重力
C．增大桶内的水量 D．增大转动的速度
C
3.小明同学做“测滑轮组机械效率”的实验．实验后对实验数据进行分析发现：三次实验中动滑轮重相同，提起的钩码重相同，绕线方法和测量器材都相同，但自由端的拉力却不同，从而造成滑轮机械效率不同．请分析自由端拉力不同的原因不可能是（　　）
A．滑轮和绳之间、轮与轴间的摩擦力大小不同
B．测拉力时没有使测力计匀速上升
C．测拉力时拉力的方向没有竖直向上
D．钩码被提升的高度不同
D
4.如图所示，斜面长s=10m,高h=5m。用平行于斜面F=120N的拉力，将重力为G=200N的物体，由斜面的底端匀速拉到顶端，用时t=20s。求：
（1）拉力做功的功率P；
（2）该斜面的机械效率η；（百分号前结果保留一位小数）
（3）物体受到的摩擦力f。
解：（1）拉力做的总功： W总=Fs=120N×10m=1200J； 拉力做功的功率： P= W总/ t= 1200J /20s=60W；
（2）克服物体重力做的有用功： W有用=Gh=200N×5m=1000J， 斜面的机械效率： η= W有用 /W总×100%= 1000J /1200J×100%≈83.3%；
（3）克服物体受摩擦力做的额外功： W额=W总-W有用=1200J-1000J=200J， 由W额=fs可得物体受到的摩擦力： f= W额 /s= 200J /10s=20N。