人教物理八年级下册第12章第3节　机械效率(共41张PPT)

(共41张PPT)
对砂子做功
对空桶做功
克服自身重力做功
并不需要做
但又不得不
做的功
对人们有用
必须做的功
方法1
他的目的是：
把沙子运上三楼
手提水桶提沙子
他做了哪些功？
一、有用功和额外功
1.有用功（W有）：对人们有用的功。
（不使用机械直接对物体所做的功）
2.额外功（W额）：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。
（使用机械后动力所做的功）
W总=W有+W额
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?
目的：提水，
提水所做的功是有用功;
提水桶所做的功是额外功。
思考：
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?
目的：捞桶
提水桶所做的功是有用功;
提水所做的功是额外功。
思考：
对砂子做功
对空桶做功
对动滑轮做功
对砂子做功
对口袋做功
对动滑轮做功
另两种方法中做的有用功、额外功、总功分别是哪些？
方法2：动滑轮提水桶提沙子
方法3：动滑轮提口袋提沙子
（1）举高重物时：
W有=G物·h
W有=f·l
（2）在粗糙水平面上移动物体时：
有用功的计算
W额=G动·h
（1）使用动滑轮或滑轮组时(通常忽略摩擦)：
（2）使用斜面时：（无法忽略摩擦)
W额=f·L
额外功的计算
W总=W有+
W额
公式（1）
：
公式（2）
：
W总=F·S
作用在机械上的动力
动力作用点移动的距离
总功的计算
二、机械效率
（1）机械效率通常用百分数表示，没有单位.
1.
定义：有用功跟总功的比值（η）
（2）机械效率总小于1
.
（因为有用功总小于总功;或者说：因为额外功总是存在）
2.
公式：
3.
特点：
5、机械效率公式：
提升
移动
动滑轮重力的求法：
F=（G
物+
G动
）/n
W额＝G动·
h
η=G物/（G物+G动）
起重机的机械效率是60%
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60%;也可以说有用功在总功中占有60%，另外的40％是额外功。
关于机械效率，以下说法正确的是（
）
A.机械效率总小于1
B.单位时间里做功越多的机械，机械效率越高
C.做功越多的机械，机械效率越高
D.省力越多的机械，机械效率越高
A
某机械的机械效率是75%，这说明使用这一装置做功（
）
A.总功是额外功的3倍
B.有用功是额外功的3倍
C.总功是有用功的3倍
D.额外功占总功的3/4倍
B
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）人用手直接提起做功多少？
（2）拉力做多少功？
（3）动滑轮的机械效率是多少？
（1）W有=Gh=100N×2m=200J
（2）S=nh=2×2m=4m
W总=FS=60N×4m=240J
（3）η=W有/W总=200J/240J≈83.33%
F
用滑轮组将重为480牛的物体匀速提升1米，已知滑轮组的机械效率为80%。
⑴绳子自由端被拉升了多少米？
⑵所做的有用功为多少？
⑶所做的总功是多少？
⑷绳子的拉力为多少？
（1）
S=nh=3×1m=3m
（2）W有=Gh=480N×1m=480J
（3）
W总=W有/η=480J/
80%
=600J
（4）F=W总/S=600J/3m=200N
用如图所示的滑轮组把重为600牛的重物提升2米，动滑轮重20牛，求有用功、总功、额外功、机
械效率各是多少（摩擦及绳的重力不计）
W总＝Fs＝310N×4m＝1240J
W有＝G物h＝600N×2m＝1200J
W额＝W总-W有=1240J-1200J＝40J
F＝(G物+G动)/n＝(600N+20N)/2＝310N
S=nh=2×2m=4m
如图所示，建筑工地上，工人用一个动滑轮将重720N的重物匀速提升5m，工人所用拉力为450N，求：
(1)工人做的总功;(2)该动滑轮的机械效率;
(3)不考虑摩擦，求动滑轮的重.
（1）
S=nh=2×5m=10m
W总=FS=450×10m
=4500J
（2）W有=Gh=720N×5m=3600J
η=W有/W总=3600J/4500J=
80%
（3）W额=W总-W有=4500J-3600J=900J
G动=W额/h=900J/5m=180N
用它们分别将重相同的甲、乙两物体匀速提升相同的高度，所用的拉力分别为F甲、F乙，它们的机械效率分别为η甲、η乙。则F甲___F乙，
η甲__η乙（选填“＞”、“＜”或“＝”）
＞
＞
利用如图所示装置将重为100N的物体匀速从斜面的底端拉到顶端。已知斜面的长是5m，高是2m，拉力为F=50N，则该装置的机械效率为（
）
A.
40%
B.
50%
C.
80%
D.
100%
C
如图所示，斜面长10m，高2m，工人要沿斜面把重1500N的物体匀速拉到斜面顶端，若斜面的机械效率为75%，求：（1）工人做的有用功、总功、和额外功；（2）工人所用的拉力和物体
与斜面的摩擦力。
（1）W有=Gh=1500N×2m=3000J
W总=W有/η=3000J/
75%
=4000J
W额=W总-W有=4000J-3000J=1000J
（2）F=W总/S=4000J/10m=400N
f=W额/S=1000J/10m
=100N
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。
s=n.l=3×2m=6m
W总＝Fs＝12.5N×6m＝75J
W有＝f.l＝30N×2m＝60J
η=W有/W总=60J/75J=
80%
如图所示装置，物重G=30N，在拉力F作用下，以10cm/s的速度在水平面上做匀速直线运动，F=10N，滑轮组机械效率为80%，（不计滑轮重）求：(1)物体受到水平地面的摩擦力；
(2)5s内拉力F做的功.
（1）
（2）l=v物t=0.1m/s
×5s=0.5m
s=
n.l
=
3×0.5m
=
1.5m
W总
=
Fs
=
10N×1.5m
=
15J
如图所示，在50N的水平拉力F作用下,
重800Ｎ的物体沿水平地面做匀速直线运动,
物体与地面间滑动摩擦力为120Ｎ.则滑轮组的机械效率为____
；若物体的速度为0.2m/s,则1min内拉力做的功为
_____J，功率为＿＿Ｗ．
一辆汽车不小心开进了泥潭中，司机取来一套滑轮组欲将汽车从泥潭中拉出，如下图所示。若车重为8×104N，汽车受到的阻力为车重的0.03倍，滑轮组的机械效率为80％，问：
（1）该司机至少需用多大的力才能将汽车从泥潭中拉出？
（2）若拉动汽车时，汽车前进的速度为0.1m/s，则司机做功的功率是多少？
用如图所示的滑轮组，将480N的物体以0.3m/s的速度匀速提起，绳子自由端的拉力为200N（不计摩擦和绳重）（1）滑轮组的机械效率（2）拉力的功率（3）若用该滑轮组将重600N的物体匀速提升2m时，拉力做的功。
探究一：
斜面的机械效率
猜一猜：
斜面的机械效率可能和哪些因素有关？
1.斜面的光滑程度
2.斜面的高度
3.斜面的长度
4.……
斜面长
L
斜面高h
实验原理
器材：
长木板、小木块、弹簧测力计、刻度尺。
1.测量小木块的重力，记录数据；
2.把小木块用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉；分别记录拉力F、木块沿斜面移动的距离s、木块上升的高度h；
3.改变斜面的倾斜程度，重复步骤2.
实验结论：
斜面的机械效率跟斜面的光滑程度与斜面的倾斜程度有关。斜面越光滑、倾斜程度越大，机械效率越高。
提高斜面机械效率的方法
1）增大斜面的倾斜程度
2）减小斜面的粗糙程度
探究二、测滑轮组的机械效率：
实验原理
实验器材
注意事项
弹簧测力计、刻度尺、铁架台、滑轮、细线、钩码。
竖直向上，匀速拉动测力计。
钩码重G/N
2
2
4
钩码上升高度h/m
0.1
0.1
0.1
有用功W有/J
0.2
0.2
0.4
拉力F/N
0.8
0.6
1
绳端移动距离S/m
0.3
0.5
0.5
总功W总/J
0.24
0.3
0.5
机械效率
83.3%
66.7%
80%
1、比较两次两种滑轮组有什么不同？机械效率有何差异？
2、分析影响滑轮组机械效率的因素是什么？
影响滑轮组机械效率的因素
1、滑轮组轮与轴及轮与绳之间的摩擦
2、动滑轮的自重
3、所提升的物重
4、机械效率与省力多少无关、与功率大小无关、与重物被提升的高度无关！
使用同一滑轮组，所提物体越重，机械效率越高。与滑轮组的绕法无关
实验结论：
注：提高滑轮组机械效率的方法
1）增大物重；
2）减小动滑轮的重，绳重；
3）减小滑轮与绳间的摩擦----加润滑油
为了提高滑轮组的机械效率，以下做法中正确的是（
）
A.以较快的速度匀速提升重物
B.以较慢的速度匀速提升重物
C.增加承担物重的绳子股数
D.把滑轮做得更轻巧，减小滑轮在转动过程中的摩擦
D
如图为测量滑轮组机械效率的实
验装置，钩码总重6
N。
（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______（
增大/减小/不变）
匀速
2.4
24
83.3%
增大
在“测滑轮组机械效率”的实验中，用同一滑轮组进行两次实验，实验数据如下表：
⑴此实验所用滑轮的个数至少是__个，其中动滑轮有___个。组卷网
⑵第一次实验测得滑轮组的机械效率为________，第二次实验时滑轮组的机械效率______第一次的机械效率（选填“大于”、“小于”或“等于”）
3
2
62.5%
大于
次数
钩码重/N
钩码上升高度/cm
弹簧测力计示数/N
弹簧测力计移动距离/cm
1
2
10
0.8
40
2
5
5
1.5
20