课件22张PPT。如何提高机械效率课前小游戏:
感受一分钟畅所欲言:有一堆沙子在地上,需要把它从一楼运到三楼,你打算怎么办?提出问题: 1、对哪些物体做了功？
2、哪一部分功是有用的功？
3、 哪一部分功是我们不需要额外做的功？提砂子上楼时也要把桶、动滑轮提上去，还要对桶和动滑轮做功；另外绳和滑轮之间还有摩擦，也需要做功。分析：①几段绳子承担物体和滑轮的总重？②砂子升高h，绳子末端移动的距离s是多少？③把100 N重的砂子运上6 m高的楼上，需要做多少功？④通过滑轮组，绳子末端用了40 N的拉力将砂子运上去，实际做了多少功？3 段S = 3hW=Gh=100Nx6m=600JW=FS=40Nx3x6m=720J有用功 ：有实用价值的功额外功 ：没有实用价值但又不 得不做的功总功 ：有用功与额外功的总和机械的三种功动力对机械所做的功根据功的原理想想议议？？？ 判断哪部分是有用功，那部分是额外功？1、用水桶从井中提水的时候。2、如果桶掉入井里，从井中捞桶的时候，捞起来的桶里带了一些水。
什么是机械效率我们总希望，有用功占总功中的份额越大越好1、定义：有用功跟总功的比值，叫做机械效率。友情提醒：正确理解机械效率，关键是明确三种功公式：η＝ 忽略我的重力和摩擦，我的机械效率是等于1；其它任何情况，我的机械效率都小于1。讨论：Ｗ额外＞０，Ｗ总＞Ｗ有用 所以η＜１Ｗ额外＝０，Ｗ总＝Ｗ有用 所以η＝１
（理想状态）某台机器的机械效率是60%，是什么意思？思考问题1、关于机械效率，以下说法正确的是：( )D、省力越多的机械，机械效率越高。C、做功越多的机械，机械效率越高；B、单位时间里做功越多的机械，机
械效率越高；A、机械效率总小于1；A思考问题2、某机械的机械效率是75%，这说明使用这一装置做功（ ）D、额外功占总功的3/4。C、总功是有用功的3倍；B、有用功是额外功的3倍；A、总功是额外功的3倍；Ｂ判断正误：1. 做功多的机械，机械效率高( )
2．做总功越多，机械效率越低( )
3．做相同的有用功，额外功越少，机械效率越高( )
4．做相同的总功时，有用功越多，机械效率越高( )
5．用不同的滑轮组，做的有用功相同时，机械效率一定相同( )6．因为有用功总小于总功，所以机械效率总小于1( )
7．做的额外功一定时，总功越少，机械效率越高( )
8．有用功在总功中占的比例越大，机械效率越高( )
械效率高的机械有用功与总功比值大( )判断正误： 如图所示的滑轮组匀速提升物体．已知物重G=240牛，手的拉力F=100牛，手上升距离为30厘米,则有用功为多少焦耳?该滑轮组的机械效率为多少?已知: G=240N; F=100N;L= 30cm=0.3m求: W有; ηW有=Gh=240 N×0.1m=24J W总=FL=100 N×0.3m=30J 试一试：G有用功:有实用价值的功.总 功:有用功加额外功的和.额外功:对人们没有利用价值而又不 得不做的功.定 义：有用功跟总功的比值.一、功的分类二、机械效率小 结祝同学们学习进步!《11.3 如何提高机械效率》教案
一、教学目标
(一）知识与技能
1、知道有用功、额外功和总功的含义，以及它们之间的关系。
2、理解机械效率，会用机械效率的公式进行简单的计算，会测算滑轮组的机械效率。
3、知道机械效率总小于1，知道提高机械效率的方法和意义。
（二）过程方法
经历测算滑轮组机械效率的过程，学习测算简单机械效率的方法。
（三）情感态度与价值观
通过学习“效率”的概念，增强节约意识，提高对科学发展观的认识。
二、教学重难点
教学重点：有用功、额外功和总功是建立机械效率的基础，而机械效率是衡量机械优劣的重要指标，因此，有用功、额外功、总功及机械效率是本节课教学的重点。
教学难点：同一机械的效率是可变的，是本节课教学的难点。
三、教具准备：
动滑轮(1个)、绳子、木块、桶、沙。
四、教学过程：
（一）新课导入
1．什么是功的原理？
2．如图所示的动滑轮提升重5N的
物体，用功的原理求动力F= 。
3．让学生计算最近一次考试本班的合格率。
（二）新课讲解
1、什么是有用功与额外功
活动1 分析有用功与额外功
1．学生阅读教材
2．演示启发，引入课题。
(1)有用功：我们所需要的功
(2)额外功：对于额外负担所不得不做的功。
(3)总功：有用功与额外功。
G(N)
h(m)
W阻(J)
F(N)
S(m)
W动(J)
η
1.96
0.05
0.098
1.2
0.1
0.12
比较W动 和W阻发现W动>W阻为什么呢？引入机械效率。
3．有用功的定义：对人们有用的功叫有用功。W有 =Gh
4．额外功：人们不需要但又不得不做的功叫额外功。W额=W总- W有
5．总功：有用功和额外功之和。W总=FS
2、什么是机械效率
1．机械效率：有用功跟总功之比。
，计算本实验η。
2．了解一些常见机械的效率。
3．提高机械效率的意义及方法。
4．例题(略)关于η的计算。
活动2 测算滑轮组的机械效率
教材安排“测算滑轮组的机械效率”，目的是让学生练习测算机械效率的方法，加深对机械效率的理解，知道同一机械的机械效率并不是不变的，从而了解提高机械效率的方法。
动手实验前，应使学生明确：实验的目的是测算滑轮组的机械效率，因而要求出有用功和总功，为此，可引导学生通过下列问题的讨论，逐步设计实验方案：
（1）滑轮组工作中的有用功怎样计算？需要测量哪些物理量？（答：W有用=G桶h，要测量物重G和物体上升的高度h。）
（2）滑轮组的额外功是怎样产生的，是否便于测量？（答：克服绳重、滑轮的摩擦、动滑轮的重力所做的功都是额外功；显然，这些额外功很难直接测量。）
（3）因为滑轮组的额外功不便直接测量，所以，用有用功和额外功之和求总功不方便。那么，还有其他简便的方法测算总功吗？需要测量哪些物理量？（答：有。测出绳端的拉力F和拉力移动的距离s，根据W总=Fs计算出总功。）
（4）为了求出滑轮组的有用功和总功，进而测出滑轮组的机械效率，除滑轮组外，实验中还需要哪些器材？（答：弹簧测力计和刻度尺。）
学生讨论回答后，教师边演示边讲解做好实验的注意事项：
（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，要竖直向上匀速拉动弹簧测力计，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，用滑轮组提升重物。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。
该实验从组装滑轮组到测出各个量，要进行的活动和记录的数据都比较多，教师要加强巡回指导，发现问题及时引导。
学生实验完毕，汇报实验结果，他们会发现：同一个滑轮组，在提升不同的重物时，其机械效率是不同的。这是因为在提升重物时，物体越重，所做的有用功越多，有用功在总功中所占的比例就越大，机械效率越高。
在此基础上，可以让学生继续思考：还有什么因素会影响滑轮组的机械效率？为什么？
（三）小结及测试
（四）布置作业
五、教学后记：
《11.3 如何提高机械效率》习题
一、填空题
1．从深为5m的井中直接将一桶水提出井口，已知桶重20N，桶中水重80N，若此人的目的是为了提水，则机械效率为 ，若此人的目的是为了捞桶，则机械效率为 。
2．某人用机械做了8000J的功，其中额外功是有用功的，那么该机械做的有用功是 J，机械效率是 。
3．用一个动滑轮把重为200N的货物匀速提高4m，所用的拉力是125N，则有用功是 J，总功是 J，这个动滑轮的机械效率为 。
4．工人用一根杠杆提升一桶油，他用250N向下的拉力拉过1.2m，油桶上升30cm，若杠杆的机械效率为90%，则油桶重为 N。
5．用一个滑轮组在6s内把84N的重物匀速提升4m时，在绳的自由端所加拉力大小为40N，自由端通过的距离为12m，则此过程中，有用功为 J，拉力做功的总功率为 W，滑轮组的机械效率为 。
6．如图所示，某同学用一个动滑轮匀速提起一袋重为180N的面粉，所用的拉力为100N，则动滑轮的机械效率为 。如果用此动滑轮匀速提起一袋质量为25kg的大米，当拉绳子的速度为 m/s时，拉力的功率为54W。（绳重与摩擦不计）
7．如图所示，已知物重等于G，请你补充一个物理量，用物重G和补充的物理量，求出动滑轮的机械效率。（绳重和摩擦忽略不计）
补充的物理量名称和符号： ；
机械效率η= 。
二、选择题
8．将动滑轮改为定滑轮使用后，在相同的时间内把同一物体匀速提高相同高度，则改动后与改动前比较 （ ）
A．节省了力 B．提高了功率 C．降低了效率 D．提高了效率
9．用如图所示的滑轮组把重100N的物体匀速提升0.5m，所用的拉力是80N，下列说法正确的是 （ ）
A．总功是50J，有用功是80J
B．有用功是50J，额外功是20J
C．总功是100J，有用功是80J
D．总功是80J，机械效率是62.5%
10．要提高某机械的机械效率，应该 （ ）
A．减小外力所移动的距离 B．减小额外功占总功的百分比
C．减小总功 D．减小外力
11．用一重10牛的动滑轮匀速提升重50牛的物体，实际工作时拉力F （ ）
A．可能是35牛 B．正好是30牛
C．正好是25牛 D．要看被提升物体以多大的速度上升
13．如图所示为“测滑轮组机械效率”的实验装置，小红同学进行了两次实验探究，得到如下两组数据。
实验次数
钩码的重力（N）
钩码上升的高度（m）
测力计示数（N）
测力计上升的高度（m）
机械效率（%）
一
1.0
0.10
0.50
0.30
二
2.0
0.20
0.67
0.60
（1）根据实验数据计算出两次滑轮组工作的机械效率，填入表中。
（2）分析填入表中的机械效率，判断第 次测量的数据有明显错误，请猜想可能是哪个数据错误，并说出猜想的理由。
14．用如图所示的滑轮组来拉动钢锭，已知钢锭与地面间的摩擦力f为1200N，若此时滑轮组的机械效率为80%。
（1）求拉绳子的力F至少为多大？
（2）如果想用更小的力拉动钢锭，请你提出一条可行性建议。
参考答案
1．80﹪ 20﹪ 2．6000 75﹪ 3．800 1000 80﹪ 4．90 5．336 80
70﹪ 6．90﹪ 0.4 7．略 8．D 9．D 10．B 11．A
13．（1）66.7 99.5 （2）2、测力计的示数错了，因为图中有3股绳在不计滑轮重和摩擦时，弹簧测力计的示数为0.67、但是滑轮重和摩擦肯定存在，所以弹簧测力计的示数应比0.67大才对。 14．（1）500N （2）可将绳上滑轮与钢锭上滑轮交换位置，这样就有4根绳子拉钢锭，更省力了。
《11.3 如何提高机械效率》习题
一、填空题
1．一台起重机将重5000N的货物提高2m，如果额外功是2500J，则起重机做的有用功是 J，该起重机的机械效率是 。
2．如图所示，在不计绳重和摩擦的情况下，用动滑轮把重40N的物体匀速提高2m，所用的拉力为25N，则拉力做功是________J，动滑轮的机械效率是______；果把重100N的物体匀速提升相同高度，则这个动滑轮的机械效率将_________。（填“变大”、“变小”或“不变”）
3．各种机械在使用时产生额外功的原因不完全相同，要根据具体情况具体分析。具体分析图三种做功情况(没滑轮规格相同)，产生额外功最多的应是 图。若钩码(m=50g)在三种情况中均被提高1米，各种情况机械做的有用功均为 ，由此可判断出 图的机械效率最大。
二、计算题
1．用一个动滑轮把重100N的物体提高了9m，所用的拉力为60N。求：
①有用功W有=？②总功W总=？③动滑轮的机械效率η=？
2．如图8-79所示，某人用机械效率为80％的滑轮组匀速提升重120N的物体，在 2s内，绳的自由端移动了6m。
求：（1）物体上升的高度和速度． （2）人的拉力为多大？
（3）人所做的额外功是多大？
3．一个工人用图所示的滑轮组提升2000N的货物，所用拉力600N，绳子自由端4s内拉下4m，不考虑绳重和摩擦
求：(1)有用功和总功率；
(2)机械效率；
(3)若用此滑轮组提升3200N的货物，所需拉力为多少?
三、实验探究题
3．测滑轮组的机械效率，先用调节好的天平测动滑轮的质量，当右盘中砝码及游码位置如图所示时，天平重新平衡。然后照图那样安装好滑轮组，记下钩码及弹簧秤的位置。拉动弹簧秤使重为G的钩码升高，读出弹簧秤的示数F，用刻度尺分别测出钩码提升的高度h和弹簧秤移动的距离s，记录数据。
（1）动滑轮的质量m＝__________g。Fs表示__________功。
（2）使钩码升高的过程中应向上__________拉动弹簧秤；不考虑绳子的伸长，S＝__________h。
（3）用式子η＝计算机械效率的条件是__________，它比用η＝计算出的结果__________ （填：“偏大”、“相同”或“偏小”）
（4）保持此装置不变，将提升的钩码增加为2G，滑轮组的机械效率将__________。（填：“增大”、“不变”或“减小”）
课件27张PPT。如何提高机械效率知 识 回 顾1、什么是功？2、功的计算式是什么？3、你如何理解功的原理？你会选哪种方法呢？?想想议议123123对沙子做功对桶做功克服重力做功对沙子做功对桶做功对滑轮做功对沙子做功对口袋做功对滑轮做功必须做的功不需要的，但又不得不做的功有用功 ：额外功 ：总功 ： 一、有用功、额外功、总功=FS使用机械时对人们有用的功人们不需要但又不 得不做的功有用功与额外功的总和，W总=W有用+W额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。请计算出有用功、额外功和总功分别是多少？123123对沙子做功对桶做功克服重力做功对沙子做功对桶做功对滑轮做功对沙子做功对口袋做功对滑轮做功600J2520J600J180J600J90J请算出刚才的三种办法中有用功在总功中占的百分比。3120J780J690J123123对沙子做功对桶做功克服重力做功对沙子做功对桶做功对滑轮做功对沙子做功对口袋做功对滑轮做功600J2520J600J180J600J90J3120J780J690J19%76%86%二、 什 么 是 机 械 效 率1.定义：有用功跟总功的比值叫机械效率.2.表达式: （2）因为有用功总小于总功，所以机械效率总小于1 （1）机械效率没有单位，一般用百分数表示。注意：起重机的机械效率是50%它表示什么意思？ 使用起重机提升重物时所做的有用功跟总功的比值是50%，也可以说有用功在总功中占有50%，另外的50％是额外功。离心式水泵60%－80%柴油机28%－37%汽油机 22%－27%一些机械的机械效率喷气发动机 50%－60%1.改进结构，更合理，更轻巧
2.定时润滑，减小摩擦提高机械效率的方法：探究 斜面的机械效率1、提出猜想：斜面的机械效率可能和 有关。2、参考器材：长木板、小木块、弹簧测力计、刻度尺3、探究过程：⑴组装器材⑵进行实验 斜面的坡度⑶分析数据，得到结论⑴实验装置：FSh⑵实验过程：①测量小木块的重力，记录数据； ③改变斜面的倾斜程度，重复步骤②，再做两次。 ②把小木块用弹簧秤沿斜面匀速向上拉；分别记录拉力F、木块沿斜面移动的距离S、木块上升的高度h。⑶注意事项：①要匀速拉动物体。②拉力要与斜面平行。③及时记录数据。4、记录表格：结论：斜面粗糙程度不变时，斜面越陡，越不省力，机械效率越高。10030050049067084020%45%60%例题： 起重机把质量为0.6t的重物匀速提升了3m，而它的电动机所做的功是3.4×104J，起重机做的有用功是多少？机械效率是多少？
起重机在哪些方面消耗了额外功？
（g=10N/kg)解：起重机匀速提高物体所用的力等于物体的重力F=G=mg=600kg×10N/kg=6000N起重机提升重物所做的功是有用功W有用=Fs=Gh=6000N×3m=1.8×104J因此，起重机的机械效率η=W有用/W总=1.8×104J/3.4×104J=53%起重机克服摩擦力和机械自身的重力做了额外功机械效率： 有用功跟总功的比值小结：有用功 ：对人们有用的功额外功 ：人们不需要但又不 得不做的功总功 ：有用功与额外功的总和 公式：∴ 永远小于1 1.判断：下面说法中是否正确
(1) 做功多的机械，机械效率高
(2)做总功越多，机械效率越低
(3)做相同的有用功，额外功越少，机械效率越高
(4)做相同的总功时，有用功越多，机械效率越高
(5)用不同的滑轮组，做的有用功相同时，机械效率一定相同
(6)因为有用功总小于总功，所以机械效率总小于1
(7)做的额外功一定时，总功越少，机械效率越高
(8)有用功在总功中占的比例越大，机械效率越高
(9)机械效率高的机械省功
(10)机械效率高的机械有用功占总功比值大巩 固 练 习××√√×√×√×√巩 固 练 习2.关于机械效率，下说法正确的是( )A.机械效率总小于1；B. 单位时间里做功越多的机械，机械效率越高；C.做功越多的机械，机械效率越高；D.省力越多的机械，机械效率越高。AA.以较快的速度匀速提升重物；B.以较慢的速度匀速提升重物；C.增加承担物重的绳子股数；D.把滑轮做得更轻巧，减小滑轮在转动过程中的摩擦；3.为了提高滑轮组的机械效率，以下正确的是( )巩 固 练 习D4.某同学用动力臂是阻力臂2倍的杠杆将重400N的石头抬高20cm,手向下压的力是220N,手下降的高度是_____cm, 人做的功是_____J, 有用功是_______J, 这根杠杆的机械效 率是________。40888090.9%巩 固 练 习5.用一动滑轮将重200N的砂子提到9m高的脚手架上，所用力是120N，求有用功、总功机械效率各是多少？解：巩 固 练 习6.如图所示，为使重为1500N的物体匀速移动到长100m斜面的顶端，若斜面的高为10m，需用180N的推力，则这个斜面的机械效率是多少？巩 固 练 习W有用=Gh=1500N×10m=15000JW总=Fs=180N×100m=18000Jη=W有用/W总=15000J/18000J=83.3%．7.在“测定动滑轮机械效率”的实验中，用同一滑轮进行了两次实验，实验数据如下：
?
⑴实验中应 拉弹簧测力计．
⑵第一次实验测得滑轮组的机械效率为_______；
第二次实验时滑轮组的机械效率 (选填“大于”、“小于”或“等于”）第一次实验时的机械效率。
⑶若不计摩擦，该动滑轮的重为______。匀速66.7%大于1N巩 固 练 习
