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人教版物理八年级下册
第十二章
简单机械
第3节
机械效率
第1课时教学设计
课题
第3节
机械效率
单元
十二
学科
物理
年级
八
学习目标
1、能结合实际分析什么是有用功、额外功和总功。2、能说出机械效率的含义，知道机械效率是小于1的。能利用机械效率的公式进行简单的计算。3、通过实验了解滑轮组机械效率的高低与物体重力的大小有关。
重点
1、能结合实际分析什么是有用功、额外功和总功。2、能说出机械效率的含义，知道机械效率是小于1的。能利用机械效率的公式进行简单的计算。
难点
1、测量滑轮组的机械效率。
教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
导入新课
展示图片，提出问题：直接用手做的功，与使用机械做的功相同吗？
看图。
设问，激发学生的学习兴趣。
讲授新课
讲授新课
一、有用功和额外功1、演示使用动滑轮是否省功；并提出问题：分析两次所做功，你能得出什么结论？（1）如图甲，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）如图乙，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，再次计算拉力所做的功。2、分析实验，引出有用功、额外功的概念。3、提问，辨别有用功和额外功。（1）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？（2）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？4、引出总功的概念。二、机械效率1、引出机械效率的概念。在保证所做有用功一定的情况下，人们总是希望额外功越少越好，即额外功在总功中所占的比例越少越好。物理学中，将有用功跟总功的比值叫做机械效率。使用任何机械都不可避免地要做额外功，有用功总是小于总功。所以机械效率总是小于1。机械效率通常用百分数表示。
2、分析讲解例题。3、举例说明起重机和抽水机的机械效率范围。4、提出问题：（1）用滑轮组把物体提起来的过程中，①哪部分是有用功？怎样计算？②哪部分是额外功？怎样计算？③哪部分是总功？怎样计算？(2)要通过实验测量滑轮组的机械效率，需要测出哪几个物理量？5、展示实验步骤及实验数据记录表格，指导学生完成实验。6、展示问题：（1）实验中用到的两种测量工具是
。（2）组装好滑轮组后要分别记下钩码和绳端的位置，这样做的好处是
。（3）实验时应沿
方向
缓慢拉动弹簧测力计，使钩码升高，并读出
的值。
（4）由实验可以得出的结论是：①同一滑轮组，被提起的物体越重，机械效率越
。②影响滑轮组的机械效率的因素有：
。7、各讲一题关于求滑轮组和斜面的机械效率的例题。三、用多媒体展示课堂练习。
动手计算两次所做的功。思考后回答问题。辨别所做的功哪部分是有用功，哪部分是额外功。认真听讲、思考。认真思考，积极举手回答问题。分组合作完成实验。小组合作学习。认真听讲。做练习。
通过实验引出有用功和额外功的概念。结合实际分析什么是有用功、额外功。加深理解。培养学生的合作学习能力。掌握求滑轮组、斜面的机械效率的解题方法。
课堂小结
1、对人们有用的功叫做有用功。即克服物体的重力所做的功。（
W有=Gh）2、对人们没有用但又不得不做的功叫做额外功。即克服摩擦、机械自重所做的功。（W额=W总-W有）3、有用功与额外功的和叫做总功。即使用机械时动力所做的功。（W总=W有用+W额=FS）4、有用功跟总功的比值叫做机械效率。
积极思维，自主总结。
培养归纳、总结能力。
板书设计
抄笔记。
便于识记知识点，方便复习。
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精品试卷·第
2
页
（共
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人教版物理八年级下册
第十二章
简单机械
第3节
机械效率
直接用手做的功，与使用机械做的功相同吗？
演示
使用动滑轮是否省功
1.如图甲，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.如图乙，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，再次计算拉力所做的功。
3.分析两次所做功，你能得出什么结论？
G/N
h/m
W手/J
F/N
s/m
W机/J
4
0.1
2.2
0.2
结论：使用任何机械都不省功。
0.4
0.44
W手=Gh=4N×0.1m=0.4J
W机=Fs=2.2N×0.2m=0.44J
额外功
在做有用功的同时，对人们没有用但又不得不做的功，叫做额外功。
有用功
必须要做的功，叫做有用功。
实现目的而做的功
克服机械自重（如动滑轮重、绳重）和摩擦等而做的功
W有=Gh
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。
有用功与额外功之和是总共做的功，叫做总功。
W总=W有+W额外
总
功
使用机械时动力所做的功
W总=Fs
物理学中，将有用功跟总功的比值叫做机械效率。
使用任何机械都不可避免地要做额外功，有用功总是小于总功。所以机械效率总是小于1。机械效率通常用百分数表示。
η=
W有
W总
W有=ηW总
η
W有
W总=
在保证所做有用功一定的情况下，人们总是希望额外功越少越好，即额外功在总功中所占的比例越少越好。
例题
起重机把质量为0.5t的重物匀速提升了3m,而它的电动机所做的功是3.4×104J，起重机的机械效率是多少？g取10N/kg。
动力所做的功叫做总功。
必须要做的功叫做有用功。即克服重物的重力所做的功：W有=Gh
分析：
η=
W有
W总
W有=Gh
反推倒求
第①步
第②步
第③步
G=mg
解：G
=mg
=
5×102kg×10N/kg
=5×103N
W有=Gh=5×103N×3m=1.5×104J
η=
W有
W总
=
1.5×104J
3.4×104J
=0.44=44%
抽水机的机械效率：60%－80%
起重机的机械率:
40%－50%
1.用滑轮组把物体提起来的过程中，（1）哪部分是有用功？怎样计算？（2）哪部分是额外功？怎样计算？（3）哪部分是总功？怎样计算？
1.（1）提起物体所做的功是有用功：W有=Gh;
（2）提起动滑轮和绳子，及克服摩擦所做
的功是额外功：W额=W总-W有；（3）拉力所做
的的功是总功：W总=W有+W额=Fs。
2.要通过实验测量滑轮组的机械效率，需要测出哪几个物理量？
2.物体所受的重力G、提升高度h、拉力F、绳端移动的距离s。
实验
测量滑轮组的机械效率
实验步骤：
1.用弹簧测力计测量钩码所受的重力G并填入表格。
2.按照课本第87页图12.3-2安装滑轮组，分别记下钩码和绳端的位置。
3.沿竖直方向匀速缓慢拉动弹簧测力计，使钩码升高，读出拉力F的值，用刻度尺测出钩码上升的高度h和绳端移动的距离s，将这三个量填入表格。
4.算出有用功W有、总功W总、机械效率η并填入表格。改变钩码的数量，重复上面的实验。
次数
钩码所受的重力G/N
提升高度h/m
有用功W有/J
拉力F/N
绳端移动的距离S/m
总功W总/J
机械效率η
1
2
0.1
1
0.3
2
4
0.1
1.8
0.3
3
6
0.1
2.5
0.3
0.3
0.2
66.7%
0.4
0.54
74.1%
0.6
0.75
80%
W有=Gh
W总=Fs
η=
W有
W总
1、实验中用到的两种测量工具是
。2、组装好滑轮组后要分别记下钩码和绳端的位置，这样做的好处是
。3、实验时应沿
方向
缓慢拉动弹簧测力计，使钩码升高，并读出
的值。
4、由实验可以得出的结论是：①同一滑轮组，被提起的物体越重，机械效率越
。②影响滑轮组的机械效率的因素有：
。
刻度尺、弹簧测力计
便于测量钩码提升的高度和绳端移动的距离
竖直
匀速
拉力
高
物重、动滑轮重和摩擦
小组合作学习
例题
用如图所示的滑轮组将一个重为180N的物体沿竖直方向在10s内匀速提升2m，所用的拉力为100N。求：
（1）所做的有用功；
（2）拉力的功率；
（3）滑轮组的机械效率；
（4）绳端的移动速度。
解：（1）W有用＝Gh＝180N×2m＝360J
（2）s＝nh＝3×2m＝6m
W总＝Fs＝100N×6m＝600J
P拉=
W总
t
=
600J
10s
=60W
(3)η=
W有
W总
×100%=
360J
600J
×100%=60%
(4)υ绳=
s
t
=
6m
10s
=0.6m/s
对滑轮组
例题
根据图中信息求：（1）所做的有用功；（2）所做的总功；（3）所做的额外功；（4）斜面的机械效率；（5）物体与斜面之间的摩擦力；（6）物体的运动速度。
解：（1）W有=Gh=10N×0.2m=2J
（2）
W总=Fs=3.5N×0.8m=2.8J
（3）
W额=
W总-W有=2.8J-2J=0.8J
（4）η=
W有
W总
×100%=
2J
2.8J
×100%≈71.4%
（5）f=
W额
s
=
0.8J
0.8m
=1N
（6）υ=
s
t
=
0.8J
2s
=0.4m/s
对斜面
怎样才能提高机械的效率呢？
减少额外功
①改进结构，使其更合理、更轻巧。
②经常保养，使机械处于良好的状态。
1.小聪用桶从井里打水，小明从井里捞桶带上部分水，下列说法正确的是( )
A.两人对桶做的都是额外功
B.两人对水做的都是有用功
C.小聪对桶做的功是有用功
D.小明对桶做的功是有用功
2.下列有关起重机提升货物时机械效率的说法，正确的是( )
A.有用功越多，机械效率越高
B.同一起重机提起的货物越重，机械效率越高
C.额外功越少，机械效率越高
D.同一起重机提起同一货物越快，机械效率越高
D
B
3.工人利用如图所示的滑轮组，将重800N的物体竖直向上匀速提升1m，工人对绳的拉力为500N，则所做的有用功W有和此时的机械效率η分别是（
）
A.W有=500J，η=62.5%
B.W有=500J，η=80%
C.W有=800J，η=62.5%
D.W有=800J，η=80%
4.用如图所示的滑轮组提升重物时(忽略绳重及摩擦)，下列做法能提高滑轮组机械效率的有( )
A.增加物体被提升的高度
B.减轻动滑轮的重力
C.改变绳子的绕法，减少承担重物的绳子的股数
D.减少物体的重力
3.工人利用如图所示的滑轮组，将重800N的物体竖直向上匀速提升1m，工人对绳的拉力为500N，则所做的有用功W有和此时的机械效率η分别是（
）
A.W有=500J，η=62.5%
B.W有=500J，η=80%
C.W有=800J，η=62.5%
D.W有=800J，η=80%
4.用如图所示的滑轮组提升重物时(忽略绳重及摩擦)，下列做法能提高滑轮组机械效率的有( )
A.增加物体被提升的高度
B.减轻动滑轮的重力
C.改变绳子的绕法，减少承担重物的绳子的股数
D.减少物体的重力
3.工人利用如图所示的滑轮组，将重800N的物体竖直向上匀速提升1m，工人对绳的拉力为500N，则所做的有用功W有和此时的机械效率η分别是（
）
A.W有=500J，η=62.5%
B.W有=500J，η=80%
C.W有=800J，η=62.5%
D.W有=800J，η=80%
4.用如图所示的滑轮组提升重物时(忽略绳重及摩擦)，下列做法能提高滑轮组机械效率的有( )
A.增加物体被提升的高度
B.减轻动滑轮的重力
C.改变绳子的绕法，减少承担重物的绳子的股数
D.减少物体的重力
D
B
5．图为测量滑轮组机械效率的实验装置，钩码总重6N。
（1）实验时要竖直向上_____拉动弹簧测力计，由
图可知拉力大小为_____N，若钩码上升的高度为8cm,
则弹簧测力计向上移动_____cm,该滑轮组的机械效率
为_____
。
（2）若仅增加钩码的个数，该滑轮组有机械效率将_____（选填“增大”“减小”或“不变”）。
(3)影响滑轮组机械效率的因素有
。
缓慢
2.4
24
83.3%
增大
物重、动滑轮重和摩擦
6.如图所示是用动滑轮提升货物A的示意图。在竖直向上的拉力F的作用下，使重450N的货物A在50s的时间里，匀速竖直上升了10m。在这个过程中，拉力F做的功为5000J。求：(1)有用功W有；(2)拉力F的功率P；
(3)动滑轮的机械效率η。
7.斜面的高是1m，长是4m，把重1500N的物体沿斜面推上去所用的推力是500N，求：（1）斜面的机械效率；（2）物体所受的摩擦力。
解：（1）W有=Gh=1500N×1m=1500J
W总=Fs=500N×4m=2000J
η=
W有
W总
=
1500J
2000J
=0.75=75%
f=
W额
s
=
500J
4m
=125N
（2）W额=W总-
W有=2000J-1500J=500J
1.(2019·荆门)如图用同一滑轮组分别将两个不同的物体A和B匀速提升相同的高度，不计绳重和摩擦的影响，提升A的过程滑轮组的机械效率较大，则下列判断正确的是（ ）
①A物体比B物体轻
②提升A的拉力较大
③提升A所做的额外功较少
④提升A做的有用功较多
A.只有①③
B.只有②④
C.只有②③
D.只有①④
B
2.（2019·本溪）用如图所示的滑轮组拉动物体A，使物体A以0.2m/s
的速度水平向左匀速运动10s。已知物体A
重500N，物体A受到的摩擦力为120N，拉力F的功率为30W，下列说法正确的是（
）
A.绳子自由端移动的距离为2m
B.拉力F的大小为40N
C.滑轮组的机械效率为80%
D.滑轮组对物体A所做的功为1000J
C
3.(2019·铁岭)如图所示，工人用160N的拉力F将重为300N的木箱在10s内匀速拉到长3m、高1m的斜面顶端。下列说法正确的是（ ）
A.拉力F做功的功率是16W
B.克服木箱重力做的功是900J
C.斜面的机械效率是62.5%
D.若只改变斜面的倾斜角度，斜面的机械效率不变
s=3m
h=1m
C
4.(2019·百色)如图所示，用相同滑轮装成的甲、乙两个滑轮组分别将同一个物体在相同时间内匀速提高相同高度，不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（ ）
A.F甲=F乙
B.甲、乙绳子自由端移动的速度相同
C.甲、乙两个拉力的功率相同
D.乙滑轮组的额外功多
C
5.(2019·恩施)如图，在粗糙斜面上将一个重为16N
的物体匀速拉到高h处，沿斜面向上的拉力为10N，
斜面长s=2m、高h=1m。其中所做的有用功为
J，物体受到的摩擦力大小为
N，
斜面的机械效率为
。
6.(2019·呼伦贝尔)搬动工人站在水平高台上，用如图所示的滑轮组将重物匀速竖直向上提升2m，当
提升货物重为360N时，滑轮组的机械效率为
75%，则动滑轮重为
N（不计绳重和摩擦）
；若将所提升货物重增大到480N，此时滑轮组
的机械效率为
。
16
2
80%
120
80%
7.(2019·淮安)如图所示，工人用50N的拉力，
将80N的重物提升3m，所用的时间为20s。工人
做的有用功为______J，拉力的功率是____
W，动滑轮的机械效率是______。
8.（2019·南京）建筑工地上，起重机吊臂上的滑轮组如图所示，在匀速起吊重4.2×103N的物体时，物体
5s内上升了6m，此过程中有用功为
J，
钢丝绳移动的速度为
m/s；若滑轮组的机
械效率为70%，则额外功为
J，拉力F为
N，其功率为
W。
240
15
80%
2.52×104
3.6
1.08×104
2000
7.2×103
9.(2019·淮安)画出图丁中滑轮组提升物体最省力的绕绳方法。
10．(2019·铜仁)一个工人站在地面上，使用如图所示的滑轮组将重物从地面提升到楼顶，要求绳子的自由端要向下拉，请你用笔画线代替绳子，画出滑轮组最省力的绕绳方法。
第9题图
第10题图
11.（2019
·黑龙江绥化）如图是智慧小组“测滑轮组的机械效率”的实验装置。测得的实验数据如表。
（1）实验过程中，应竖直向上________拉动弹簧测力计。
（2）第三次实验中滑轮组的机械效率是_______。
（3）分析表中实验数据可知，同一滑轮组，物重
_____，滑轮组的机械效率越高。
（4）若在第三次实验中，物体上升的速度为0.1m/s，
则拉力F的功率为_______W
次数
物重G/N
上升高度h/m
拉力F/N
绳端移动距离s/m
机械效率η
1
1
0.1
0.6
0.3
55.6%
2
2
0.1
1.0
0.3
66.7%
3
4
0.1
1.8
0.3
?
匀速缓慢
71.4%
越大
0.54
（5）创新小组也利用重为1N、2N、4N的物体进行了三次实验，每次测得的机械效率均大于智慧小组的测量值，则创新小组测量值偏大的原因可能是____。（填字母）
A.测拉力时，弹簧测力计未调零，指针指在零刻度线下方
B.弹簧测力计每次拉动物体时均加速上升
C.所使用的动滑轮的重力小于智慧小组
C
12.
(2019·百色)某服务区水泵房每天需要将重为3×106N的水送到36m高的蓄水池里。若用电动机带动一台效率为60%的水泵工作5h来完成蓄水工作。问：
（1）水泵对这些水做了多少功？
（2）带动水泵的电动机的功率至少为多大？
13.(2019·天津)用如图所示的滑轮组，将一重为450N的物体以0.1m/s的速度匀速向上提起2m，拉力F为200N。求：
（1）滑轮组的机械效率；
（2）拉力F的功率。
14.(2019·赤峰)一木块重480N体积为0.08m3，用力F将木块沿斜面匀速拉到高处，如图甲所示。已知拉力F做的功W与木块沿斜面运动距离s的关系如图乙所示。整个过程的额外功是320J。（g＝10N/kg）求：
（1）木块的密度；
（2）拉力F大小；
（3）斜面的机械效率。
自己总结这节课你有哪些收获？
1、对人们有用的功叫做有用功。即克服物体的重力所做的功。（
W有=Gh）
2、对人们没有用但又不得不做的功叫做额外功。即克服摩擦、机械自重所做的功。（W额=W总-W有）
3、有用功与额外功的和叫做总功。即使用机械时动力所做的功。（W总=W有用+W额=FS）
4、有用功跟总功的比值叫做机械效率。
η=
W有
W总
W有=ηW总
η
W有
W总=
有用功：W有=Gh
额外功：W额=W总-
W有
总功：W总=W有+W额=Fs
η=
W有
W总
W有=ηW总
η
W有
W总=
完成练习册上第3节机械效率的练习题。
谢谢
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