人教版物理八年级下册12.3机械效率共35张ppt

(共35张PPT)
第3节
机械效率
学习目标
【知识与技能】
1.知道有用功、额外功和总功的含义,知道它们之间的关系。
2.理解机械效率的概念,能结合具体实例认识什么是有用功、额外功和总功,会计算机械效率。
【过程与方法】
经历探究滑轮组机械效率的过程。通过探究,培养学生拟定简单的科学探究计划和实验方案的能力。
【情感、态度与价值观】
关注生产、生活中各种机械的机械效率,具有用机械效率来评价机械的意识。
1.为达到某一目的必须做的功叫________；并非我们需要，但又不得不做的功叫________；使用机械时，动力所做的功叫______，它是________和________之和.三者的关系用字母表示：_________
2.物理学中，将______与______的比值叫做机械效率，用字母____表示，则机械效率的计算公式是________.
有用功
额外功
总功
有用功
额外功
W总=W有+W额
W有
W总
η
η=
自主学习
3.由于任何机械本身都有______，转动部分都存在着______，所以使用任何机械都不可避免地要做额外功，因此机械效率总是______1，使用任何机械不省____.
重力
摩擦
小于
功
4.测滑轮组机械效率时，克服被提升的物重所做的功为______功，作用在绳子末端拉力做的功为____功，计算滑轮组机械效率的公式η=
=
或η=
。
有用
总
　
直接提升物体做功，与使用机械提升物体做功相同吗？
情景导入
G/N
h/m
W直/J
F/N
s/m
W机/J
2
0.1
0.2
1.2
0.2
0.24
结论：使用动滑轮比直接提升物体不省功。
推论：使用任何机械不省功。
想一想：有哪些办法可以将沙子运上三楼？
一、有用功、额外功、总功
自学互研
思考：
提升物体的过程中动力（人）对哪些物体做了功？
①
3克服自重做功
1对砂子做功
2对桶做功
②
1对砂子做功
2对桶做功
③
1对砂子做功
2对桶做功
3对动滑轮做功
④
1对砂子做功
2对口袋做功
3对动滑轮做功
问题1：哪些功达到了我们做功的目的？
有用功：满足我们做功的目的，对我们有价值的功.
计作：W有用
对重物（沙子）做的功。
问题2：哪些功对我们没有价值，但又不得不做的功？
1..桶、动滑轮、口袋等也随重物一起上升，也提升了它们.
克服这些重力做的功
2.此外，机械运转时都有摩擦克服机械的摩擦做的功
额外功：对我们既无利用价值而又不得不做的功。
计作：W额外
1.有用功（W有用）：
2.额外功（W额外）：
3.总功（W总）：
4.三者关系：
对人们有用的功。
W有＝Gh………提升物体
人们不需要但又不
得不做的功。
有用功与额外功的总和
W总＝FS……（运用机械时动力F所做的功）
W总＝
W有用＋
W额外
1、用水桶从井中提水时，
所做的有用功是
，
额外功是
，
总功是
；
2、如果桶掉到井里，从井里捞桶时，捞上来的桶里带了一些水，有用功是
，
额外功是
，
总功是
。
克服水的重力做功
克服桶的重力做功
拉力所做的功
克服桶的重力做功
克服水的重力做功
拉力所做的功
随堂练习
算一算：算出有用功,额外功
总功分别是多少？
砂子重100N
桶重20N
人重400N
地面到三楼高6
m
对砂做功
对桶做功
克服自重
做功
总功:
600J
120J
2400J
=2520J
=3120J
有用功:
额外功:
砂子重100N
桶重20N
地面到三楼高6
m
有用功:
额外功:
总功:
对砂子做功
对桶做功
人拉滑轮做功
600J
120J
720J
砂子重100N
桶重20N
动滑轮重10N
地面到三楼高6
m
有用功:
额外功:
总功:
对砂子做功
600J
对桶做功
对动滑轮做功
120J
60J
780J
人拉滑轮做功
=160J
砂子重100N
动滑轮重10N
口袋重5N
地面到三楼高6
m
有用功:
对砂子做功
600J
额外功:
对口袋做功
30J
对动滑轮做功
60J
总功:
人拉滑轮做功
690J
=90J
有用功相同时，希望额外功多好还是少好？
请算出几种种办法中有用功在总功中占的百分比。
19%
77%
87%
83%
二、机械效率
有用功与总功的比值叫做机械效率。
3、η一般用百分数表示，没有单位
2、公式：
η读作“eta”
1、机械效率：
4、公式推导：
5、理解：
请你判断：下面说法中是否正确？
1．有用功越多，机械效率越高
（
）
2．额外功越少，机械效率越高
（
）
3．物体做功越慢，机械效率越低
（
）
4．做总功越多，机械效率越低
（
）
5．做相同的有用功，额外功越少，机械效率越高
（
）
6．做相同的总功时，有用功越多，机械效率越高
（
）
7．机械效率越高，越省力
（
）
√
√
×
×
×
×
×
随堂练习
使用起重机提升重物时，有用功在总功中占有60%，另外的40％是额外功．
起重机的机械效率是60%，它表示什么意思？
三、一些机械的机械效率
汽油机机械效率22%~27%
，机械效率是选择机械的一个重要指标
在有用功相同时，机械效率高，
①总功就少（消耗的汽油就少，有经济效益）
②额外功就少（浪费少，汽车尾气就少，有社会意义，环保意义）
四、测滑轮组的机械效率
F
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，缓慢拉动测力计。
G/N
h/m
F/N
s/m
W有/J
W总/J
1
2
3
F
保持动滑轮重一定，改变钩码重力。
结论：动滑轮重一定,物重越大，机械效率越高。
实
验
1
G/N
h/m
F/N
s/m
W有/J
W总/J
1
2
条件：物重一定
保持钩码重力一定，改变动滑轮重。
结论：物重一定，动滑轮越重，机械效率低。
实
验
2
1．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________。
缓慢
2.4
24
83.3%
当堂演练
（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”）
增大
2．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。
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
3
2
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”）
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
3、用一动滑轮将重200N的砂子提到9m高的脚手架上，所用力是120N，求有用功、总功机械效率各是多少？
解：
（见教材P88）
1.有没有机械效率为100%的机械？为什么？举例说明，通过什么途径可以提高机械效率.
解：没有机械效率为100%的机械，因为使用任何机械都要做额外功，也就是说有用功总小于总功，所以机械效率总小于1.提高机械效率的主要办法：改进机械的结构，例如提水时用容积较大而重量较轻的水桶;按规程进行保养，合理使用以减少摩擦等.
教材习题解答
2.一台起重机将3600
N货物提高4
m，起重机做的有用功是多少？如果额外功是9600
J，总功是多少？机械效率是多少？起重机所做的额外功是由哪些因素引起的？
解：起重机做的有用功是：
W有=Gh=3600N×4m=14400J.
总功是：W总=W有+W额=14400J+9600J=24000J.
机械效率：η=
=
=60%.
起重机提升装货物用的容器所做的功、各部件之间的摩擦做的功等都是额外功.
3.在斜面上将一个重4.5
N的物体匀速拉到高处，沿斜面向上的拉力为1.8
N，斜面长1.2
m、高0.3
m.把重物直接提升h所做的功作为有用功，求这个斜面的机械效率.
解：斜面的机械效率η=Gh/（Fs）=4.5N×0.3m/（1.8N×1.2m）=62.5%.
4.用一个动滑轮在5
s内将一重为200
N的物体匀速向上提起3
m，拉力为150
N.这个动滑轮的机械效率是多少？拉力的功率有多大？
解：机械效率η=
=
≈66.7%.
拉力的功率P=
=
=180W.