2020秋九年级物理全册11.5机械效率 教学课件 新版苏科版（27张PPT）

11.5 机械效率
第1课时
本章开头我们讲到，人们常常会使用机械来协助完成任务；比如要把木料拉上五楼，为了省力可以使用动滑轮；那么，使用动滑轮做的功与不使用时的相同吗？
如图，弹簧测力计竖直向上缓慢匀速提升钩码：
1、物体的总重力为G物；
2、拉力为F（弹簧测力计的示数）；
3、物体被提升的高度为h；
4、拉力移动的距离为S=2h；
5、若不使用动滑轮，人直接提升物体，
则人对物体做功W=Gh；
6、使用动滑轮时，拉绳子的力F做功为W=FS。
【一、探究动滑轮做功】
次数
F/N
S/cm
G物/N
h/cm
G物h/(J)
FS/(J)
①
5
40
8
20
1.6
2
上表为实验时收集的一组数据，你对数据有何评价？
2、提升物体做功是我们需要的，叫作有用功（W有用）；
另外两部分并非我们需要的，叫作额外功（W额外）；
拉绳子的力做的功叫作总功（W总= W有用 + W额外）。
【评价】
1、 使用动滑轮时，不光提升物体需要做功；动滑轮也随着物体被提升了，克服动滑轮的重力也要做功，另外克服机械间的摩擦力也要做功，这些都是导致做功增加的原因！
如图，甲乙丙三名同学，分别采用不同的方法把重100N的沙子从1楼运上3楼；已知，人重400N，桶重20N，口袋重5N，动滑轮重10N，每层楼高3m；（使用动滑轮时，不计绳重与摩擦）请分别求出他们做的有用功，额外功，总功。
1.他们的任务相同，所以需要做的有用
功（对沙子做的功）相等，
W有用=G沙h=100N x 6m=600J；
（做一做）
甲
丙
乙
2.甲同学自己和桶也跟着一起上楼了，
W额外=G甲h + G桶h =2400J+120J=2520J；
W总 =W有用 + W额外 =600J+2520J=3120J.
3.乙同学桶和动滑轮跟着一起上楼了，
W额外= G动h + G桶h = 60J+120J = 180J；
W总 = W有用 + W额外 = 600J+180J = 780J.
4.丙同学袋和动滑轮跟着一起上楼了，
W额外= G动h + G袋h = 60J+30J = 90J；
W总 = W有用 + W额外 = 600J+90J = 690J.
你还能分别求出三位同学做的有用功占其总功的百分比吗？
1.甲 同 学：（600J/3120J）x 100% =19.2%；
乙 同 学：（600J/ 780J）x 100% =76.9%；
丙 同 学：（600J/ 690J）x 100% =86.9%；
由此可见： 三位同学的有用功占总功的比列不同！
2.物理学中，将有用功与总功的比值叫做机械效率（η）；
3.关于η：
①η通常用百分数表示（没有单位）；
②η < 100%(对于实际机械，由于额外功的存在，总有W总 > W有用)；
起重机：40%－50%
滑轮组： 60%－80%
（一些机械的机械效率）
判断对错：
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（ ）
√
√
×
×
×
×
×
【当堂训练】
11.5 机械效率
第2课时
如图：
1、物体的总重力为G物；
2、拉力为F（弹簧测力计的示数）；
3、物体被提升的高度为h；
4、拉力移动的距离为S=nh；
5、有用功为W有用=G物h；
6、总功为W总=FS。
【二、滑轮组的机械效率】
（1、对于滑轮组的机械效率）：W额外=W动+W绳+W摩擦
①忽略动滑轮重，绳重以及摩擦时：W额外= 0J
②忽略绳重以及摩擦时：W额外= W动= G动h
（2、如何提高滑轮组的机械效率？）
①增大有用功：提升更重的物体
②减小额外功：用更轻的动滑轮和绳子，
减小轮和轴以及绳和轮之间的摩擦
（1、如图）
1、提升高度为h;
2、物体重力为G物;
3、斜面长S;
4、拉力为F;
5、有用功W有用= G物h;
6、额外功W额外= fS;
7、总功为W总 = FS。
【三、斜面的机械效率】
（2、如何提高斜面的机械效率？）
减小摩擦：
①减小接触面的粗糙程度
②增大斜面的倾角
1、利用如图所示的滑轮组，在F=80N的拉力作用下,将一个重为180N的物体匀速举高1m，绳重、摩擦不计。求:1.W总；2.W有用；3.η；4.G动；
G
F
.
【当堂训练】
解：
1.W总=FS=80N x 3m=240J
2.W有用=Gh=180N x 1m=180J
3.η=（W有用/W总）x100%=75%
4.W额外=W总-W有用=240J-180J=60J
G动=W额外/h=60N
2、小明用100N的力沿竖直方向将杠杆的一端拉下2m，杠杆的另一端将320N的重物提高了0.5m，
(1)他做的有用功是多少？
(2)总功是多少？
(3)杠杆的机械效率是多少？
解：
1.W有用=Gh=320N x 0.5m=160J
2.W总=FS=100N x 2m=200J
3.η=（W有用/W总）x100%=80%
本章开头我们讲到，人们常常会使用机械来协助完成任务；比如要把木料拉上五楼，为了省力可以使用动滑轮；那么，使用动滑轮做的功与不使用时的相同吗？
如图，弹簧测力计竖直向上缓慢匀速提升钩码：
1、物体的总重力为G物；
2、拉力为F（弹簧测力计的示数）；
3、物体被提升的高度为h；
4、拉力移动的距离为S=2h；
5、若不使用动滑轮，人直接提升物体，
则人对物体做功W=Gh；
6、使用动滑轮时，拉绳子的力F做功为W=FS。
【一、探究动滑轮做功】
次数
F/N
S/cm
G物/N
h/cm
G物h/(J)
FS/(J)
①
5
40
8
20
1.6
2
上表为实验时收集的一组数据，你对数据有何评价？
2、提升物体做功是我们需要的，叫作有用功（W有用）；
另外两部分并非我们需要的，叫作额外功（W额外）；
拉绳子的力做的功叫作总功（W总= W有用 + W额外）。
【评价】
1、 使用动滑轮时，不光提升物体需要做功；动滑轮也随着物体被提升了，克服动滑轮的重力也要做功，另外克服机械间的摩擦力也要做功，这些都是导致做功增加的原因！
如图，甲乙丙三名同学，分别采用不同的方法把重100N的沙子从1楼运上3楼；已知，人重400N，桶重20N，口袋重5N，动滑轮重10N，每层楼高3m；（使用动滑轮时，不计绳重与摩擦）请分别求出他们做的有用功，额外功，总功。
1.他们的任务相同，所以需要做的有用
功（对沙子做的功）相等，
W有用=G沙h=100N x 6m=600J；
（做一做）
甲
丙
乙
2.甲同学自己和桶也跟着一起上楼了，
W额外=G甲h + G桶h =2400J+120J=2520J；
W总 =W有用 + W额外 =600J+2520J=3120J.
3.乙同学桶和动滑轮跟着一起上楼了，
W额外= G动h + G桶h = 60J+120J = 180J；
W总 = W有用 + W额外 = 600J+180J = 780J.
4.丙同学袋和动滑轮跟着一起上楼了，
W额外= G动h + G袋h = 60J+30J = 90J；
W总 = W有用 + W额外 = 600J+90J = 690J.
你还能分别求出三位同学做的有用功占其总功的百分比吗？
1.甲 同 学：（600J/3120J）x 100% =19.2%；
乙 同 学：（600J/ 780J）x 100% =76.9%；
丙 同 学：（600J/ 690J）x 100% =86.9%；
由此可见： 三位同学的有用功占总功的比列不同！
2.物理学中，将有用功与总功的比值叫做机械效率（η）；
3.关于η：
①η通常用百分数表示（没有单位）；
②η < 100%(对于实际机械，由于额外功的存在，总有W总 > W有用)；
起重机：40%－50%
滑轮组： 60%－80%
（一些机械的机械效率）
判断对错：
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（ ）
√
√
×
×
×
×
×
【当堂训练】
11.5 机械效率
第2课时
如图：
1、物体的总重力为G物；
2、拉力为F（弹簧测力计的示数）；
3、物体被提升的高度为h；
4、拉力移动的距离为S=nh；
5、有用功为W有用=G物h；
6、总功为W总=FS。
【二、滑轮组的机械效率】
（1、对于滑轮组的机械效率）：W额外=W动+W绳+W摩擦
①忽略动滑轮重，绳重以及摩擦时：W额外= 0J
②忽略绳重以及摩擦时：W额外= W动= G动h
（2、如何提高滑轮组的机械效率？）
①增大有用功：提升更重的物体
②减小额外功：用更轻的动滑轮和绳子，
减小轮和轴以及绳和轮之间的摩擦
（1、如图）
1、提升高度为h;
2、物体重力为G物;
3、斜面长S;
4、拉力为F;
5、有用功W有用= G物h;
6、额外功W额外= fS;
7、总功为W总 = FS。
【三、斜面的机械效率】
（2、如何提高斜面的机械效率？）
减小摩擦：
①减小接触面的粗糙程度
②增大斜面的倾角
1、利用如图所示的滑轮组，在F=80N的拉力作用下,将一个重为180N的物体匀速举高1m，绳重、摩擦不计。求:1.W总；2.W有用；3.η；4.G动；
G
F
.
【当堂训练】
解：
1.W总=FS=80N x 3m=240J
2.W有用=Gh=180N x 1m=180J
3.η=（W有用/W总）x100%=75%
4.W额外=W总-W有用=240J-180J=60J
G动=W额外/h=60N
2、小明用100N的力沿竖直方向将杠杆的一端拉下2m，杠杆的另一端将320N的重物提高了0.5m，
(1)他做的有用功是多少？
(2)总功是多少？
(3)杠杆的机械效率是多少？
解：
1.W有用=Gh=320N x 0.5m=160J
2.W总=FS=100N x 2m=200J
3.η=（W有用/W总）x100%=80%