9.5探究使用机械是否省功（课件）--2025-2026学年北师大版（新教材）八年级物理下册（36页PPT）

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北师大版（新教材）物理8年级下册培优备精做课件9.5探究使用机械是否省功第九章机械和功授课教师：Home .班级：八年级（---）班.时间：.探究使用机械是否省功。
1
了解什么是有用功、额外功和总功。（重点）
2
理解什么是机械效率。 （重点）
3
观察与思考
为什么要使用下列工具？
省力
省距离
想一想有没有机械可以省功呢？
探究新知
省力
省距离
使用机械能省功吗？
同时
同时
知识点1 使用任何机械都不省功
实验探究
探究使用动滑轮是否省功
【提出问题】
人们使用杠杆、轮轴、滑轮等机械，有的可以省距离，有的可以省力。那么,使用机械能够省功吗
【猜想假设】
使用机械不能省功。
【进行实验】
按如图所示的过程进行实验。实验中保持重物缓慢匀速竖直上升，用弹簧测力计测量拉力，记录
将实验数据及计算结果填入表中。
重物和绳子自由端的始、末位置。
拉力F/N 重物移动的距离h/m 拉力F做的功W1/J
拉力F'/N 绳子自由端移动的距离h'/m 拉力F'做的功W2/J
由表中记录的实验数据可知，W2___W1
2
【收集数据】
＞
0.1
0.2
1.2
0.2
2.4
实验结果说明：_______________________________。
动滑轮可以省力，但不能省功
想一想，这是为什么？
为什么借助动滑轮提升重物做功，拉力做的功要更多一些
克服摩擦力所做的功
提升动滑轮所做的功
提升绳子所做的功
使用动滑轮做功时，由于还要克服动滑轮重、绳重及滑轮内部的摩擦做功，需要额外多做一些功。
【分析讨论】
大量实验表明：
使用任何机械都不能省功
使用其他机械能省功吗？
知识点2 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
实际做的所有功
不需要但又不得不做的功
有用、必须做的功
有用功
额外功
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) ：实际做的所有功。
W总= W有用+ W额外
指出图中杠杆的有用功、额外功和总功
有用功
总功
额外功：克服杠杆自重及摩擦所做的功
W额外 = G杠杆h杠杆
知识点3 机械效率
在使用机械工作时，我们希望有用功在总功中所占的比例越大越好。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，通常用符号η表示。
机械效率
η ：机械效率
W有用：有用功
W总：总功
意义：机械效率是反映机械做功性能好坏的物理量，机械效率越高，这个机械的性能就越好。
机械效率是一个比值，没有单位
通常用百分数表示
机械效率与功率
机械效率 功率
定义
意义
公式
影响因素
单位
说明 有用功与总功的比值
功与做功时间的比值
反映机械做功性能的好坏
表示物体做功的快慢
有用功W有用、总功W总
功W、完成此功所用的时间 t
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
无单位，用百分数表示
瓦特（W）
例题 如图所示，工人利用滑轮组将一桶沙子从地面提升到 9 m 高的楼里，桶和沙子的总质量为 118 kg，动滑轮的质量为 2 kg。忽略摩擦和绳重， g取 10 N/kg。求滑轮组的机械效率。
解：桶和沙子所受的总重力
G桶沙 = m桶沙 g =118kg×10N/kg = 1180N。
动滑轮所受的重力
G动 = m动g = 2kg×10N/kg = 20N。
提升过程中的有用功
W有用=G桶沙h = 1180N×9m = 10620J。
提升过程中的额外功
W额外=G动h = 20N×9m = 180J。
拉力所做的总功
W总 = W有用+W额外 = 10620J+180J = 10800J。
滑轮组的机械效率
答：滑轮组的机械效率为 98.3%。
生活中的机械效率
生产生活中，人们利用多种方式提高机械效率，但都不能使其达到100%，如起重机
的机械效率一般为 40%~50%，皮带
传动的机械效率一般为 90%~98%。
知识点4 斜面与螺旋
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如图所示的斜面中，理想情况下（即不考虑斜面的摩擦），力F与重物的重力G满足：Fl=Gh，
则沿斜面向上的力 。
由此可知，在斜面高度一定时，斜面越长越
省力，即斜面的倾斜角度越小越省力。
指出图中斜面的有用功、额外功和总功
有用功
总功
额外功：克服斜面与物体之间的摩擦所做的功
W额外 = fs
1．如图所示，探究使用机械是否省功。实验中竖直向上将钩码提升相同的高度，分别读出弹簧测力计示数，记录实验甲中钩码和实验乙中绳子自由端移动的距离。
(1)此实验中，一般要求拉动弹簧测力计缓慢匀速________移动。
竖直
(2)请补充表格中的数据：
0.6
实验次序 弹簧测力计示数/N 移动距 离/m 拉力做的功/J
甲 3 0.2 ①______
乙 1.6 ②______ 0.64
0.4
(3)为了让实验结论更具普遍性，可以改变钩码的________
________重复进行实验获取数据，最后分析实验数据得出较可靠的结论。
(4)分析上表中的数据，根据W甲与W乙的实际关系，可以判断使用机械多做了功，其原因是____________________
___________________。
总重力
返回
(或个数)
克服摩擦力、绳子重力
和动滑轮的重力做功
2．生产和生活中经常使用各种机械，在使用机械时，下列说法中正确的是(　　)
A．可以省力，同时也可以省功
B．可以省力或省距离，但不能省功
C．只有在费力情况时才能省功
D．可以省距离，同时也可以省功
B
返回
3. 下列关于机械效率的说法中正确的是(　　)
A．越省力的机械，机械效率越高
B．做功越快的机械，机械效率越高
C．所做有用功越多的机械，机械效率越高
D．有用功与总功的比值越大的机械，机械效率越高
D
返回
4．升国旗过程中，克服国旗重力做的功是________，人对绳子的拉力做的功是________(前两空均选填“有用功”“额外功”或“总功”)；因为风吹雨淋，定滑轮被锈蚀，升旗时的机械效率跟定滑轮未生锈时相比更________(选填“大”或“小”)。
有用功
总功
小
返回
5．将重为240N的物体匀速推到斜面顶端，人沿斜面向上的推力为120N，如图所示，物体沿斜面移动的距离s＝3 m，上升的高度h＝1.2 m，则人对物体做的有用功是______J，人对物体做的额外功是________J，斜面与物体之间的摩擦力是________N。
288
72
24
6．如图所示，工人用动滑轮匀速提升重为400N的窗户玻璃，所用的竖直拉力为250N，窗户玻璃上升的高度为10 m。所做的有用功W有用为________J，工人所用拉力做的功W总为______J，动滑轮的机械效率η为______。
4 000
5 000
80%
返回
7．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，不计绳重及滑轮的摩擦。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
下列说法正确的是(　　)
A．使用此滑轮一定可以改变力的方向
B．此滑轮若当作定滑轮使用则是为了省力
C．使用木质滑轮的机械效率一定高于铁质滑轮
D．减小滑轮与其轴之间的摩擦力可以提高滑轮的机械效率
D
返回
10．《天工开物》里记载了一种捣谷用的“舂”(如图甲)，其工作原理如图乙，AOB为碓杆，O为支点，A处连接着碓头，脚踩碓杆的B处可使碓头升高，抬起脚，碓头会落下去
击打稻谷，
若碓头的重力为30N，每踩一次碓头上升的高度为
60 cm，OA长1.5 m，OB长0.3 m，则不计碓杆的重力和摩擦，脚至少用________N的力才可以将碓头抬起。若1 min将B踩下30次，人做功的功率是15 W，则机械效率为________。若碓头离支点更近，仍用相同大小的力将碓头抬高相同高度，机械效率将变________。
150
60%
小
课堂小结
使用机械是否省功
功的原理
三种功
斜面
使用任何机械都不能省功
有用功W有用
额外功W额外
总功W总
省力费距离
机械效率