人教版物理八年级下册 12.3 机械效率 课件 共52张PPT
文档属性
| 名称 | 人教版物理八年级下册 12.3 机械效率 课件 共52张PPT |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 283.3KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2019-06-19 08:33:17 | ||
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文档简介
课件52张PPT。 功的原理是什么？复习：使用任何机械都不省功。通过一动滑轮用60 N的拉力提起重为100N的重物，使重物提高2m。
（1）拉力做多少功？
（2）如用手直接提起做功多少？
W直接=Gh=100N×2m=200JW用机械=FS=60N×4m=240J为什么利用实际机械做的功大于不用机械直接用手做的功呢 ？解：S=2h=2×2m=4m机械效率1．有用功（W有用）：
对人们有用的功叫有用功。
2．额外功（W额外）：
人们不需要但又不 得不做的功.
3．总功（W总）：
有用功与额外功的总和。
（ W总= W有用+W额外）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。问：根据以上实验，你能算出有用功在总功中占的百分比吗？1、 W有用=G 沙h=100N×6m=600J
W总=(G 沙+ G 人+ G 桶）h
=(100N+400N+20N) ×6m
=3120 J
W有用/W总 = 19.2% 2、W有用=G 沙h=100N×6m=600J
W总= (G 沙+ G 动滑轮+ G 桶）h
= (100N+10N+20N) ×6m
= 780 J
W有用/W总 = 76.9%
3、W有用=G 沙h=100N×6m=600J
W总= (G 沙+ G 动滑轮+ G 袋）h
= (100N+10N+5N) ×6m
= 690 J
W有用/W总 = 87.0%
三种情况下有用功在总功中占的百分比：1、 19.2% 2、 76.9% 3、 87.0%4．机械效率（η）：有用功跟总功的比值叫机械效率机械效率用百分数表示，没有单位。某起重机的机械效率是70%，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70%。有用功总小于总功，所以机械效率总小于1。 （η＜1）提高重物时:W有用＝ G h
W总 ＝ F s1．使用滑轮组提起20N的重物，使它上升0.4m，作用在绳子自由端的拉力为8N，拉力的作用点上升了1.2m，拉力对滑轮所做的功为____J，这个功叫____功。滑轮克服物体重力所做的功为____J，这个功叫____功。用来克服滑轮重力和摩擦力所做的功是____J，这个功叫____功，这个滑轮组的机械效率是____。 实际机械（不计摩擦）：定滑轮：F= G物 S=h
动滑轮：F=1/2 （G 物+ G动 ） S=2h
滑轮组：F=1/n （G 物+ G动 ） S=n hh: 物体移动的距离
S: 动力移动的距离提高重物时:
W有用＝ G h
W总 ＝ F sW总 ＝ W有用 + W额外 温故知新：小明用100N的力沿竖直方向将杠杆的一端拉下2m时，杠杆的另一端把320N的重物提高了0.5m，他做的有用功是 J，总功是 J，额外功是 J，杠杆的机械效率是 。轻车熟路：用图2所示滑轮组把重600N的货物匀速提高2m，所用的拉力是375N，求总功、有用功和这个滑轮组的机械效率。小菜一碟：在自由端施力60N，利用滑轮组把重200N的货物提升2m,不计摩擦。求：
（1）绳端移动距离多少m？
（2）滑轮组的机械效率是 多少？
(3)动滑轮重多少N?（两种做法）又来一碟：沿着长5m高1m的斜面，把重1000N的物体匀速拉上去。若不计斜面的摩擦力，拉力应有多大？若考虑斜面的摩擦力，所用拉力是280N，有用功是多少？总功是多少？斜面的机械效率是多少？此时摩擦力多大？中菜一碟：1、提升相同的重物，机械越简单，
机械效率越高。2、在使用同一滑轮组时，物体越
重，机械效率越高。
（滑轮组的机械效率是改变的）重要结论：用定滑轮、动滑轮、滑轮组分别提升同样重的物体，其中机械效率大的是（不考虑摩擦） （ ）
A. 定滑轮 B. 动滑轮
C. 滑轮组 D. 都一样大用滑轮组提升重物，第一次提的物
重为G1，机械效率为η1；第二次提
的物重为G2，机械效率为η2。已知
G1 ＞ G2，两次滑轮组的机械效率：
η1 ＝η2 B. η1 ＜η2
C. η1 ＞η2 D . 无法判断利用滑轮组把矿石从深20m的矿井中匀速拉到地面，在绳重和摩擦不计的情况下。
（1）如果矿石重640N，所用拉力是400N，滑轮组机械效率是多少？
（2）如果矿石重800N，所用拉力是多少？挑战花瓶质量为250kg。工作人员先用质量为50kg的包装箱对花瓶进行包装；然后在高1.2m的车厢与地面之间搭成一个长度为4.8m的斜面。装车时，工作人员要用1000N沿平行于钢管方向的的推力把包装好的花瓶匀速推上车。求：
（1）对花瓶做的有用功；
（2）搬运花瓶的机械效率；
（3）克服摩擦做的额外功。物体重150N，物体与水平地面的滑动摩擦力为30N ，用12.5N的拉力使物体匀速前进2m，求：总功、有用功和这个滑轮组的机械效率。换向思维： 在水平地面上放置一个重 360 N 的物体，用图中所示滑轮组匀速拉动物体。在不计绳与滑轮间的摩擦时，拉力 F 为 40 N，物体运动速度为 30 cm/s，则拉力的功率为( )。
A. 4 W B. 12 W
C. 24 W D. 36 WD DW有用＝G· h
W总 ＝F· S S= n h有用推论：如图12所示的装置是用实验室中的滑轮组成的滑轮组。(1)若用3N的拉力可使重6N的物体匀速上升．求滑轮组的机械效率。
(2)如果动滑轮重是2N．除动滑轮外．摩擦和绳重等产生的额外功始终是总功的10％．要使该滑轮组的效率η满足50％≤η≤80％．求所吊物体重力的范围. (1) η=66.7 ％
(2) η=50％ G·h=50％W总
G动·h=40％W总解得：G=2.5N
η=80％ Gh=80％W总
G动·h=10％W总
解得： G=16N
重力的范围： 2.5N≤G≤16N如图甲所示的滑轮组，每个滑轮等重。不计绳重和摩擦，物体重G1从200N开始逐渐增加，直到绳子被拉断。每次均匀速拉动绳子将物体提升同样的高度。图乙记录了在此过程中滑轮组的机械效率随物体重力的增加而变化的图像。(1)每个滑轮重多少N?
(2)绳子能承受的最大拉力是多少N?(3)当滑轮组的机械效率为80％时，物体重多少N?（1）F=100N
（2）当G=1800N时， F最大 F= 500N
（3）G=800N一人用滑轮组提升2000N的货物，所用拉力600N，绳子自由 端拉下4m，不考虑绳重和摩擦，求：
(1)克服货物重力做的功
(2)拉力做的功
(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?每个滑轮的重为225N，物体的重为1275N，绳索重及摩擦力均不计，则：
（1）人在匀速提起重物时所用拉力为多大？
（2）重物被匀速提起1m的过程中， 拉力做功多少？
（3）此时，该滑轮组的机械效率为多大？物体重150N，物体与水平地面的滑动摩擦力为30N，滑轮组的机械效率为80%，求物体向 左匀速运动时绳的自由端的拉力是多大？使用任何机械都要做额外功，额外功只能____，不能____，所以机械效率总是____。小明将重200N的水泥从一楼提到三楼．有三种方式选择:直接将水泥扛到三楼；用定滑轮，将水泥提到三楼；用滑轮组将水泥提到三楼．比较三种方式提水泥时人所做的有用功 ( ) A．直接扛上楼做有用功最少． B．用定滑轮提做有用功最少． C．用滑轮组提做有用功最少 D．三种方法做有用功一样多某机器的机械效率的大小，
正确的可能是 [ ]
A．0.07% B．82% C．100% D．120%外力对水泵做了7×104J
的总功，水泵把 250kg的水
送到20m高处，水泵完成的
有用功为多少J，水泵的机
械效率为多少？在滑轮组绳端施力100N，把货物提升3m。滑轮组的机械效率是75%，
问：货物重多少N？
动滑轮重多少N?沿着长5 m高1 m的斜面，把重
100N的物体匀速推上去。若不计斜
面的摩擦力，拉力应有多大？若考
虑斜面的摩擦力，所用推力是30N，
有用功是多少？总功是多少？斜面
的机械效率是多少？定滑轮： F=G S=h
动滑轮： F=1/2 G S=2h
滑轮组： F=1/n G S=n h理想机械：如何判断有用功、额外功、总功，是解机械效率有关问题的关键，解题时可以用机械做功的目的来分析。凡是用机械来升高物体的，使物体升高所做的功为有用功；W有＝G h，即有用功等于被升高的物体的重力与其提升高度的乘积。凡是动力做的功就是总功；且有W总＝Fs，它等于力与机械在动力作用下移动的距离的乘积。 W额＝W总－W有。 解答这类问题首先要认真审题，弄清已知条件,并在题目中标出对应的字母。其次要注意，用滑轮组提起货物的高度与人把绳子末端拉下的距离之间的关系。 W直接 ＝ W机（不考虑斜面摩擦）
G·h ＝ F·S
1000N× 1m ＝ F × 5m
F ＝200N考虑斜面摩擦时：
W有用＝G·h= 1000N× 1m ＝1000J
W总 ＝F·S=280N × 5m ＝1400J例题:起重机把质量为0.6t的重物提升了3m,而它的电动机所做的功是3.4×104J,起重机的效率是多少?G=mg=0.6 ×103 kg ×10 N / kg=6 × 103 NW有用 = G h=6 × 103 N ×3m=1.8 × 104 J起重机的电机所做的功是总功W总=3.4× 104JG1=G2，F1=F2，重物上升高度相同，比较两拉力所做的功W1 W2及两滑轮的机械效率η1 η2 。将机械效率的定义式η＝W有用/W总变形为
η＝W有用/（W有用＋W额外）
＝1/（1+W额外/W有用），
当W有用增大时，W额外/W有用减小，因而机械效率η增大了。 以上结果说明对于同一个滑轮组，
它的机械效率并不是一个常数。
一般说来，对于同一个滑轮组，
提升较重的物体时机械效率较高，
因为这时额外功不改变，但有
用功增大了。
（1）拉力做多少功？
（2）如用手直接提起做功多少？
W直接=Gh=100N×2m=200JW用机械=FS=60N×4m=240J为什么利用实际机械做的功大于不用机械直接用手做的功呢 ？解：S=2h=2×2m=4m机械效率1．有用功（W有用）：
对人们有用的功叫有用功。
2．额外功（W额外）：
人们不需要但又不 得不做的功.
3．总功（W总）：
有用功与额外功的总和。
（ W总= W有用+W额外）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。问：根据以上实验，你能算出有用功在总功中占的百分比吗？1、 W有用=G 沙h=100N×6m=600J
W总=(G 沙+ G 人+ G 桶）h
=(100N+400N+20N) ×6m
=3120 J
W有用/W总 = 19.2% 2、W有用=G 沙h=100N×6m=600J
W总= (G 沙+ G 动滑轮+ G 桶）h
= (100N+10N+20N) ×6m
= 780 J
W有用/W总 = 76.9%
3、W有用=G 沙h=100N×6m=600J
W总= (G 沙+ G 动滑轮+ G 袋）h
= (100N+10N+5N) ×6m
= 690 J
W有用/W总 = 87.0%
三种情况下有用功在总功中占的百分比：1、 19.2% 2、 76.9% 3、 87.0%4．机械效率（η）：有用功跟总功的比值叫机械效率机械效率用百分数表示，没有单位。某起重机的机械效率是70%，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70%。有用功总小于总功，所以机械效率总小于1。 （η＜1）提高重物时:W有用＝ G h
W总 ＝ F s1．使用滑轮组提起20N的重物，使它上升0.4m，作用在绳子自由端的拉力为8N，拉力的作用点上升了1.2m，拉力对滑轮所做的功为____J，这个功叫____功。滑轮克服物体重力所做的功为____J，这个功叫____功。用来克服滑轮重力和摩擦力所做的功是____J，这个功叫____功，这个滑轮组的机械效率是____。 实际机械（不计摩擦）：定滑轮：F= G物 S=h
动滑轮：F=1/2 （G 物+ G动 ） S=2h
滑轮组：F=1/n （G 物+ G动 ） S=n hh: 物体移动的距离
S: 动力移动的距离提高重物时:
W有用＝ G h
W总 ＝ F sW总 ＝ W有用 + W额外 温故知新：小明用100N的力沿竖直方向将杠杆的一端拉下2m时，杠杆的另一端把320N的重物提高了0.5m，他做的有用功是 J，总功是 J，额外功是 J，杠杆的机械效率是 。轻车熟路：用图2所示滑轮组把重600N的货物匀速提高2m，所用的拉力是375N，求总功、有用功和这个滑轮组的机械效率。小菜一碟：在自由端施力60N，利用滑轮组把重200N的货物提升2m,不计摩擦。求：
（1）绳端移动距离多少m？
（2）滑轮组的机械效率是 多少？
(3)动滑轮重多少N?（两种做法）又来一碟：沿着长5m高1m的斜面，把重1000N的物体匀速拉上去。若不计斜面的摩擦力，拉力应有多大？若考虑斜面的摩擦力，所用拉力是280N，有用功是多少？总功是多少？斜面的机械效率是多少？此时摩擦力多大？中菜一碟：1、提升相同的重物，机械越简单，
机械效率越高。2、在使用同一滑轮组时，物体越
重，机械效率越高。
（滑轮组的机械效率是改变的）重要结论：用定滑轮、动滑轮、滑轮组分别提升同样重的物体，其中机械效率大的是（不考虑摩擦） （ ）
A. 定滑轮 B. 动滑轮
C. 滑轮组 D. 都一样大用滑轮组提升重物，第一次提的物
重为G1，机械效率为η1；第二次提
的物重为G2，机械效率为η2。已知
G1 ＞ G2，两次滑轮组的机械效率：
η1 ＝η2 B. η1 ＜η2
C. η1 ＞η2 D . 无法判断利用滑轮组把矿石从深20m的矿井中匀速拉到地面，在绳重和摩擦不计的情况下。
（1）如果矿石重640N，所用拉力是400N，滑轮组机械效率是多少？
（2）如果矿石重800N，所用拉力是多少？挑战花瓶质量为250kg。工作人员先用质量为50kg的包装箱对花瓶进行包装；然后在高1.2m的车厢与地面之间搭成一个长度为4.8m的斜面。装车时，工作人员要用1000N沿平行于钢管方向的的推力把包装好的花瓶匀速推上车。求：
（1）对花瓶做的有用功；
（2）搬运花瓶的机械效率；
（3）克服摩擦做的额外功。物体重150N，物体与水平地面的滑动摩擦力为30N ，用12.5N的拉力使物体匀速前进2m，求：总功、有用功和这个滑轮组的机械效率。换向思维： 在水平地面上放置一个重 360 N 的物体，用图中所示滑轮组匀速拉动物体。在不计绳与滑轮间的摩擦时，拉力 F 为 40 N，物体运动速度为 30 cm/s，则拉力的功率为( )。
A. 4 W B. 12 W
C. 24 W D. 36 WD DW有用＝G· h
W总 ＝F· S S= n h有用推论：如图12所示的装置是用实验室中的滑轮组成的滑轮组。(1)若用3N的拉力可使重6N的物体匀速上升．求滑轮组的机械效率。
(2)如果动滑轮重是2N．除动滑轮外．摩擦和绳重等产生的额外功始终是总功的10％．要使该滑轮组的效率η满足50％≤η≤80％．求所吊物体重力的范围. (1) η=66.7 ％
(2) η=50％ G·h=50％W总
G动·h=40％W总解得：G=2.5N
η=80％ Gh=80％W总
G动·h=10％W总
解得： G=16N
重力的范围： 2.5N≤G≤16N如图甲所示的滑轮组，每个滑轮等重。不计绳重和摩擦，物体重G1从200N开始逐渐增加，直到绳子被拉断。每次均匀速拉动绳子将物体提升同样的高度。图乙记录了在此过程中滑轮组的机械效率随物体重力的增加而变化的图像。(1)每个滑轮重多少N?
(2)绳子能承受的最大拉力是多少N?(3)当滑轮组的机械效率为80％时，物体重多少N?（1）F=100N
（2）当G=1800N时， F最大 F= 500N
（3）G=800N一人用滑轮组提升2000N的货物，所用拉力600N，绳子自由 端拉下4m，不考虑绳重和摩擦，求：
(1)克服货物重力做的功
(2)拉力做的功
(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?每个滑轮的重为225N，物体的重为1275N，绳索重及摩擦力均不计，则：
（1）人在匀速提起重物时所用拉力为多大？
（2）重物被匀速提起1m的过程中， 拉力做功多少？
（3）此时，该滑轮组的机械效率为多大？物体重150N，物体与水平地面的滑动摩擦力为30N，滑轮组的机械效率为80%，求物体向 左匀速运动时绳的自由端的拉力是多大？使用任何机械都要做额外功，额外功只能____，不能____，所以机械效率总是____。小明将重200N的水泥从一楼提到三楼．有三种方式选择:直接将水泥扛到三楼；用定滑轮，将水泥提到三楼；用滑轮组将水泥提到三楼．比较三种方式提水泥时人所做的有用功 ( ) A．直接扛上楼做有用功最少． B．用定滑轮提做有用功最少． C．用滑轮组提做有用功最少 D．三种方法做有用功一样多某机器的机械效率的大小，
正确的可能是 [ ]
A．0.07% B．82% C．100% D．120%外力对水泵做了7×104J
的总功，水泵把 250kg的水
送到20m高处，水泵完成的
有用功为多少J，水泵的机
械效率为多少？在滑轮组绳端施力100N，把货物提升3m。滑轮组的机械效率是75%，
问：货物重多少N？
动滑轮重多少N?沿着长5 m高1 m的斜面，把重
100N的物体匀速推上去。若不计斜
面的摩擦力，拉力应有多大？若考
虑斜面的摩擦力，所用推力是30N，
有用功是多少？总功是多少？斜面
的机械效率是多少？定滑轮： F=G S=h
动滑轮： F=1/2 G S=2h
滑轮组： F=1/n G S=n h理想机械：如何判断有用功、额外功、总功，是解机械效率有关问题的关键，解题时可以用机械做功的目的来分析。凡是用机械来升高物体的，使物体升高所做的功为有用功；W有＝G h，即有用功等于被升高的物体的重力与其提升高度的乘积。凡是动力做的功就是总功；且有W总＝Fs，它等于力与机械在动力作用下移动的距离的乘积。 W额＝W总－W有。 解答这类问题首先要认真审题，弄清已知条件,并在题目中标出对应的字母。其次要注意，用滑轮组提起货物的高度与人把绳子末端拉下的距离之间的关系。 W直接 ＝ W机（不考虑斜面摩擦）
G·h ＝ F·S
1000N× 1m ＝ F × 5m
F ＝200N考虑斜面摩擦时：
W有用＝G·h= 1000N× 1m ＝1000J
W总 ＝F·S=280N × 5m ＝1400J例题:起重机把质量为0.6t的重物提升了3m,而它的电动机所做的功是3.4×104J,起重机的效率是多少?G=mg=0.6 ×103 kg ×10 N / kg=6 × 103 NW有用 = G h=6 × 103 N ×3m=1.8 × 104 J起重机的电机所做的功是总功W总=3.4× 104JG1=G2，F1=F2，重物上升高度相同，比较两拉力所做的功W1 W2及两滑轮的机械效率η1 η2 。将机械效率的定义式η＝W有用/W总变形为
η＝W有用/（W有用＋W额外）
＝1/（1+W额外/W有用），
当W有用增大时，W额外/W有用减小，因而机械效率η增大了。 以上结果说明对于同一个滑轮组，
它的机械效率并不是一个常数。
一般说来，对于同一个滑轮组，
提升较重的物体时机械效率较高，
因为这时额外功不改变，但有
用功增大了。