人教版八年级物理下册同步培优备课课件（新教材）12.4机械效率（34页ppt）

(共34张PPT)
人教版(新教材）物理8年级下册公开课精做课件
第十二章 简单机械
12.4机械效率
小明和小聪以不同的方式搬运沙土，小明直接用手将盛有沙土的小桶从一楼提到三楼，小聪利用了动滑轮将盛有沙土的小桶从一楼提升到三楼。你能说说图中两种方法各自的优缺点吗？
情景导入
在生活中我们会利用机械完成很多“作业”。
比如小聪便利用了动滑轮提升小桶，我们都知道动滑轮能够省力，那使用动滑轮能够省功吗？
研究使用动滑轮是否省功
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。
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，计算拉力所做的功。
进行实验：
演示实验：
实验 研究使用动滑轮是否省功
实验记录：
物重G/N 物体移动 距离h/m 直接提起物体做功W直 拉力F/N 绳子移动距离s/m 用装置拉起来做功W机
第二次实验中拉力做的功要多一些，使用动滑轮不省功。
实验结论：
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。
额外功：弹簧测力计的拉力所做的功，叫作总功，用W总表示。
总功：动力对机械所做的功，等于有用功和额外功之和，即W总=W有用+ W额外
事实上，使用任何机械都不能省功。
在总功一定的情况下，人们希望有用功越_____越好，额外功越_____越好。
注：机械效率一般用百分数表示，没有单位。
思考：机械效率可能大于1或者等于1吗？
多
少
机械效率：有用功跟总功的比值。
η =
W总
W有用
公式：
起重机40%~50%
汽油发动机：20%~40%
柴油发动机：30%~45%
抽水机60%~80%
现在各种机械的机械效率都还不够高！
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，起重机的效率是多少？g取10 N/kg。
解：起重机匀速提升重物，则
F＝G＝mg＝0.5×103 kg×10 N/kg＝5×103 N
起重机提升重物所做的有用功
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
则机械效率η＝ ＝ ＝0.44＝44%　　　　　　　　　　
3.4×104 J
1.5×104 J
W总
W有用
例
测量滑轮组的机械效率
设计实验：
需要测量哪些物理量？用什么测量工具？怎样计算有用功和总功？
需要哪些实验器材？
实验原理：
Gh
Fs
η＝ ＝　　　　　　　　　　
W有用
W总
演示实验：
1.测出钩码所受重力，再按图所示组装滑轮组。记下钩码和绳端的位置。
2.匀速拉动弹簧测力计，读出拉力F 的值，并用刻度尺测出钩码移动的距离与绳端移动的距离。
3.计算机械效率。
进行实验：
实验 测量滑轮组的机械效率
实验记录：
实验结论：
增加物重，机械效率会提高。
物重G/N 物体移动 距离h/m 有用功W有用 拉力F/N 绳子移动距离s/m 总功W总 效率η
1.动滑轮重(动滑轮重减小，机械效率提高)
思考：你觉得除此之外还有什么其他的因素会影响机械效率呢？
2.摩擦(轮与轴及轮与绳之间)、绳重(减小摩擦、绳重可以减少额外功，提高机械效率)
讨论：如何提高机械设备的机械效率？
1.改进机械结构、使其更合理、更轻巧。
2.定时保养、加润滑油减小机械间的摩擦。
3.在机械能承受的范围内，尽可能增加每次提升重物的重量，充分发挥机械的作用。
降低额外功
提高有用功
如图所示，用同一滑轮组分别将物体A 和物体B 匀速提升相同的高度，与提升B 相比，提升A 的过程滑轮组的机械效率较大，若不计绳重与摩擦的影响，则提升A 的过程（　　）A. 额外功较小
B. 额外功较大
C. 总功较小
D. 总功较大
D
例
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有用功
1.
旗杆顶部装有定滑轮，升国旗的过程中，克服国旗的重力做的功是　　　　，人对绳子的拉力做的功是　　　　，二者之差是__________。 (均填“有用功”“额外功”或“总功”)
总功
额外功
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2.
4.8×104
如图所示，用滑轮组将重为2.4×104 N的重物匀速吊起2 m，绳自由端拉力为1.5×104 N，提升重物做的有用功为　　　　J，绳端的拉力做的总功为　　　　J。滑轮组哪些方面做了额外功？(写出两条即可)。
6×104
动滑轮重、绳与滑轮间的摩擦(合理即可)
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3.
如图，拉动水平地面上重为500 N的物体A，使它匀速直线前进2 m，地面对它的摩擦力为170 N，施加的拉力F＝100 N(忽略绳重和滑轮重)，滑轮组做的有用功为　　　　J，拉力F做的总功为　　　　J，滑轮组做的额外功为　　　　J。
340
400
60
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4.
省力
斜面是一种常见的简单机械，利用这种机械可以　　　　(填“省力”“省功”或“省距离”)。在如图所示的斜面上，工人用200 N的拉力F，将重为225 N的物体，从高为2 m的斜面的底端匀速拉到顶端，借助斜面做的有用功为　　　　J，工人做的总功为　　　　J。
450
800
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5.
B
两台机械，甲的机械效率为80%，乙的机械效率为60%。下列说法正确的是(　　)
A．甲机械做的有用功一定比乙机械做得多
B．有用功相同时，甲机械做的总功更少
C．甲机械做功一定比乙机械做功快
D．经过改进，甲机械的机械效率可以达到100%
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6.
20
[2025重庆]在老旧小区改造中，工人用如图所示的装置把质量为60 kg的材料从地面竖直匀速提高10 m，则绳子自由端移动的距离是______m，若拉力F为400 N，这个装置的机械效率是　　　　%。(g取10 N/kg)
75
7.
(6分)[2025廊坊期末]在进行房屋装修的过程中，工人需要将材料从一楼搬至二楼，他采用了如图所示的滑轮进行工作。某次工作时，工人用800 N的拉力，10 s内将重为1 500 N的材料匀速竖直提升3 m。不计绳重和摩擦，求：
解：该装置做的有用功W有用＝Gh＝1 500 N×3 m＝4 500 J。
(1)该装置做的有用功。
(2)工人施加的拉力做功的功率。
(3)本次工作滑轮的机械效率。
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8.
B
[2025湛江期末]下列关于功、功率和机械效率的说法，正确的是(　　)
A．功率越大，做功就越快，机械效率也越大
B．有用功一定，减小额外功，可以提高机械效率
C．机械的机械效率越高，表示它做的有用功越多
D．做功所花时间越短，功率就越大
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9.
D
[2025吉林]如图，工人用500 N的拉力，在15 s内将重为450 N的物体匀速提升3 m，关于这个过程，下列说法正确的是(　　)
A．使用的滑轮是动滑轮
B．做的有用功为1 500 J
C．拉力的功率为90 W
D．该装置的机械效率为90%
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10.
D
一位同学用如图甲所示的滑轮组拉着重为700 N的物体A，在水平地面上匀速前进，全过程滑轮组的部分数据如图乙所示，物体A所受阻力为其重力的0.1，不计滑轮与绳重，下列说法正确的是(　　)
A．拉力F做功为700 J
B．物体A移动的距离为1 m
C．只增大物体的重力，滑轮组机械效率不变
D．该滑轮组的机械效率是70%
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11.
0.3
利用如图所示的杠杆将重为3 N的物体缓慢匀速提高10 cm，手施加的拉力F为2 N(F始终竖直向上)，手在竖直方向移动的距离s为30 cm，则所做有用功
是　　　　J，总功是　　　　J，该杠杆的机械效率是　　　　。
0.6
50%
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12.
3.5×104
[2025安庆二模改编]某搬运建材的机械如图所示，将质量为350 kg的建材匀速提升10 m，滑车质量忽略不计，此过程中拉力F做的功为5×104 J，则该装置的有用功为　　　　J，该装置的机械效率为________。 (g取10 N/kg)
70%
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13.
如图，手用F1的力直接将物体A匀速提升h，做功300 J；若借助长为5 m的斜面用力F2把A匀速提升相同高度，斜面的机械效率是60%，借助斜面做的有用功为_________J，拉力F2为　　　　N，物体A受到斜面对它的摩擦力为　　　　N。
300
100
40
14.
(6分)[2025苏州一模]如图所示，小训用一滑轮组匀速拉起较重的小练。小训手中绳子向下移动4 m，小练上升0.5 m，左、右两测力仪的示数分别为125 N和
800 N，求：
(1)小练所受重力G；
(2)小训做的功W；
解：右边测力仪的示数F示2＝800 N，小训通过一滑轮组匀速拉起较重的小练。小练的重力G＝F示2＝800 N。
左边测力仪的示数F示1＝125 N，则小训施加的拉力
F＝F示1＝125 N，小训做的功W＝Fs＝125 N×4 m＝500 J。
(3)该滑轮组的机械效率η。
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机械效率
有用功
机械对外所做的功
不可避免而多做的功
动力对机械所做的功
有用功跟总功的比值叫作机械效率
机械效率
额外功
总功
W有用
W总
η＝
测量滑轮组的机械效率
影响因素：G物、G轮、G绳、f
谢谢观看！