11.3机械效率（第1课时）机械效率的认识和简单计算（课件）--沪科版（新教材）八年级物理全一册(33页PPT)

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沪科版物理8年级全一册培优备课课件（精做课件）11.3.1认识机械效率第十一章简单机械授课教师：Home .班级：.时间：.小明家住在二楼，买了一批木料，可以直接用手拉到二楼，也可以使用动滑轮，使用动滑轮的作用是为了 。
省力
思考：用手直接对木料做功与手对机械做功相等吗？
观察与思考
有的机械可以省力，有的机械可以改变作用力的方向或达到“省距离”的效果。
有用功、额外功和总功
知识点一
怎样判断使用机械是否省功呢
那么，使用机械能省功吗
如图所示，直接用弹簧测力计将钩码匀速提升一定高度。再借助一个动滑轮用弹簧测力计将同样的钩码匀速提升相同高度。比较两次拉力所做的功，你发现了什么 你能找出其中的原因吗
探究使用动滑轮是否省功
做
中
学
钩码所受的重力G/N 钩码上升的高度h/m 未用动滑轮时拉力做的功W直/J 使用动滑轮时弹簧测力计的F/N 动滑轮绳子端移动的距离s/m 使用动滑轮时拉力做的功W滑轮/J
2 0.1 0.2 1.2 0.2 0.24
使用动滑轮会省力，但由于滑轮的自重以及摩擦等因素的影响，需要额外多做一些功，即使用动滑轮不省功。
【实验结论】
功的原理：使用任何机械都不省功
认识有用功、额外功和总功
用动滑轮提升重物
目的：把重物提升一段距离
对重物做功 Gh:
提升绳子所做的功
提升动滑轮所做的功
克服摩擦力所做的功
动力所做的功Fs
对人们无用
但又不得不做的功
对人们有用必须做的功
有用功
额外功
总功
认识有用功、额外功和总功
(1)有用功(W有)：为了达到目的，必须做的功。
(2)额外功(W额)：为了达到目的，并非我们所需
要但又不得不做的功。
(3)总功(W总) ：动力所做的所有功。
三种功之间的关系: W总= W额+ W有
知识点1 有用功、额外功和总功
1. 工人用滑轮组把一箱货物从一楼提升到五楼，在滑轮组上加润滑油后，如果把同样的重物从一楼提升到五楼，则所做的(　　)
A. 有用功减小，总功不变
B. 额外功不变，总功减小
C. 有用功增加，额外功减小
D. 有用功不变，总功减小
D
返回
例1 我们用水桶从井中汲水，那么对桶中的水做的功是_______，拉力所做的功是________，对水桶做的功是_______。假如水桶掉进了井中，打捞起水桶的过程中，对桶中的水做的功是_______，对水桶做的功是_______。(均选填“有用功”“额外功”或“总功”)
有用功
总功
额外功
额外功
有用功
机械效率的大小
知识点二
在使用机械工作时，有用功在总功中所占份额越多越好。它反映了机械的一种性能，物理学中表示为机械效率。
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定义：有用功跟总功的比值，通常用百分率表示。
机械效率
使用任何机械时，都不可避免地要做额外功，有用功总是小于总功，因此机械效率总小于100%。
物理意义：表示有用功占总功的百分比。有用功占总功的比例越大，机械效率越高。
η＜1
焦耳( J )
机械效率是一个比值，没有单位
η ：机械效率
W有：有用功
W总：总功
(1)机械效率可以提高到100% 。( )
(2)机械效率高的机械，做的有用功多。( )
(3)做功慢的机械，机械效率不一定低。 ( )
(4)机械越省力，其机械效率越高。( )
(5)有用功一定时，减少额外功能提高机械效率。( )
概念辨析
×
×
×
机械效率与功率的对比
机械效率 功率
定义 有用功与总功的比值 功与做功时间的比值
物理意义 反映机械做功性能的好坏 表示物体做功的快慢
公式
影响因素 有用功W有、总功W总 功W、完成此功所用的时间t
单位 无单位，用百分数表示 瓦(W）
说明 机械效率和功率是两个不同的物理量， 它们之间没有直接关系 例2 关于机械效率的说法中正确的是 （ ）
A．越省力的机械，效率越高
B．做有用功越多的机械，效率越高
C．做相同的功，额外功的值越小，效率越高
D．做功越快的机械，效率越高
C
生产生活中常见机械的机械效率
起重机
（40%~50%）
皮带传动
（90%~98%）
离心式水泵
（60%~80%）
喷气发动机
（50%~60%）
例 题
如图所示，工人用滑轮将 45 kg 建筑材料沿竖直方向匀速提升3m，所用的拉力为 250 N。此滑轮的机械效率是多少 ( g取 10 N/kg )
工人用滑轮提升建筑材料的过程中，有用功是不用滑轮直接把物体提升3m做的功；总功是拉力做的功，两者的比即为机械效率。
分 析
由题意，建筑材料的质量 m= 45 kg，建筑材料提升的高度 h = 3 m，拉力 F = 250 N，工人用手拉起的实际绳长s = 2h = 6 m。
滑轮做的有用功为
W有=Gh=mgh= 45 kg×10 N/kg×3 m= 1 350 J
拉力做的总功为
W总=Fs=250N×6 m=1 500J
解
此滑轮的机械效率为
机械效率变小了。原因是物重发生了变化，物重变小了，有用功就变小了，在总功的占比也变小了，所以机械效率也变小了。
机械效率不是固定不变的，同一机械在不同的做功过程中，机械效率可能会发生改变。
如果用上述滑轮匀速提起 30 kg 的物体，那么机械效率还是 90%吗 同一机械的机械效率是否会发生变化 为什么
讨 论
2. 用如图所示的滑轮组提升重为G的物体，在绳子拉力F的作用下使物体匀速上升h，不计绳重和摩擦。下列说法正确的是(　　)
C
返回
3. 用如图所示滑轮组将重300 N的物体匀速提升1 m，拉力F大小为120 N，拉力F所做总功为________J，有用功为________J，额外功为________J。
360
300
60
返回
4. 有两台机械，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. 甲机械一定比乙机械省力
B. 甲机械一定比乙机械做功快
C. 甲机械做的有用功一定比乙机械的多
D. 有用功相同时，乙机械所做的总功多
D
知识点2 机械效率的大小
返回
5. 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，不计绳重和滑轮的摩擦。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
C
6. 两个滑轮组成的滑轮组如图所示，用大小为10 N的拉力F拉动绳端，使物体在5 s内水平向左匀速滑动0. 5 m，滑轮组的机械效率为90%，则拉力F的功率为________W，物体与地面间的摩擦力为________N。
2
18
返回
7. 如图所示，是一位同学组装的提升重物的装置。他用400 N的力在30 s内把重1 000 N的物体匀速提升6 m(不计绳重及摩擦)，则动滑轮的重力为________N，滑轮组的机械效率为__________(保留一位小数)。
200
83. 3%
返回
8. 一台起重机将重2 000 N的货物在10 s内匀速提高5 m，如果额外功是10 000 J，则下列说法错误的是(　　)
A. 起重机做的总功是20 000 J
B. 起重机的功率是1 000 W
C. 起重机的机械效率为50%
D. 增大货物的质量，可以提高起重机的机械效率
B
返回
9. 如图所示，一根质量分布均匀的木棒可绕O点无摩擦转动，OA＝AB＝BC＝CD，对木棒施加力F，将挂在A点重为180 N的物体匀速提升0. 4 m。以下说法正确的是(　　)
A. 若在D点施加力F，该木棒一定为省力杠杆
B. 若木棒的机械效率为90%，则木棒的重力为10 N
C. 若在C点施加竖直向上的力F，
与在D点相比机械效率变大
D. 若物体从A点移至C点，仍提起0. 4 m，则F做的功变大
B
10. [南京三模]如图甲，用定滑轮将重物匀速提升50 cm，滑轮重40 N，整个过程中，有用功和额外功的大小如图乙，则重物重为________N，绳端的拉力大小为________N，该滑轮的机械效率为
________，克服绳重
和摩擦所做的额外功
为________J。
400
500
80%
50
11. 如图所示的是现代家庭使用的升降衣架的结构示意图。已知晾衣架上所挂衣服质量为4 kg，动滑轮、杆和晾衣架总质量为1 kg。小燕同学用力F拉动绳子自由端，在5 s时间内使衣服匀速上移0. 5 m，则绳子自由端拉力F＝________N，
12. 5
拉力的功率P＝_________W，整个过程中的机械效率η＝________。(g 取10 N/kg，不计绳重和摩擦)
5
80%
使用机械是否省功
功的原理
三种功
使用任何机械都不省功
有用功(W有)
额外功(W额)
总功(W总)
机械效率
W总= W额+ W有
η总小于100%
有用功跟总功的比值
课堂小结