第12章 第3节机械效率—2020-2021学年人教版八年级物理下册课件（29张PPT）

机械效率
12.3
课前回顾
1、什么是功？
2、功的计算式是什么？
3、你如何理解功的原理？
教学目标
1、了解什么是“有用功”、“额外
功”和“总功”。
2、理解什么是“机械效率”。
1、“效率”这个词大家并不陌生，谁能给大家解释一下？
2、机械帮助我们做功也会涉及效率问题，我们称为机械效率，要研究机械效率就要先研究使用机械效率做功的情况
情景导入
直接提升物体做功，与使用机械提升物体做功相同吗？
问题探究
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。
实验
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
额外功：由于机械自重和摩擦等因素影响，
而不得不做的功（无用付出）。
有用功：直接对物体所做的功（工作目的）。
总功：利用机械所做的功（实际付出）。
概念
想一想：有哪些办法可以将沙子运上三楼？
有用功、额外功、总功
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
思考：提升物体的过程中动力（人）对哪些物体做了功？
有用功概念：
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
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？
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。
额外功概念：
对我们既无利用价值而又不得不做的功。
计作：W额外
问题2：哪些功对我们没有价值，但又不得不做的功？
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
三种功的计算
1、有用功（W有）：对人们有用的功。
计算：提升物体（克服物重做功）：W有＝Gh
水平匀速（克服摩擦做功）：W有＝fS
2 、额外功（W额）：人们不需要但又不得不做的功。
计算：提升物体（只计动滑轮重）：W额＝G动h
斜 面（克服摩擦做的功）：W额＝fL
3 、总功（W总）：有用功与额外功的总和
（运用机械时动力F所做的功）。
计算：滑轮组：W总＝FS [ F=(G+G动)/n；S=nh ]；
斜 面：W总 ＝FL
4 、三者关系： W总＝ W有＋ W额
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
点拨释疑
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6m
总功
=3120J
算一算：算出有用功,额外功 总功分别是多少？
1、对砂子做功（有用功）
W砂=G砂h=100N×6m=600J
2、对桶做功（额外功）
W桶=G桶h=20N×6m=120J
3、克服自重做功（额外功）
W人=G人h=400N×6m=2400J
砂子重100N；桶重20N；地面到三楼高6m
算一算：算出有用功,额外功 总功分别是多少？
总功
=720J
1、对砂子做功（有用功）
W砂=G砂h=100N×6m=600J
2、对桶做功（额外功）
W桶=G桶h=20N×6m=120J
砂子重100N；桶重20N；动滑轮重10N；地面到三楼高6m
算一算：算出有用功,额外功 总功分别是多少？
总功
=780J
1、对砂子做功（有用功）
W砂=G砂h=100N×6m=600J
2、对桶做功（额外功）
W桶=G桶h=20N×6m=120J
3、对滑轮做功（额外功）
W人=G滑h=10N×6m=60J
砂子重100N；动滑轮重10N；口袋重5N；地面到三楼高6m
算一算：算出有用功,额外功 总功分别是多少？
总功
=690J
1、对砂子做功（有用功）
W砂=G砂h=100N×6m=600J
2、对口袋做功（额外功）
W桶=G袋h=5N×6m=30J
3、对动滑轮做功（额外功）
W人=G滑h=10N×6m=60J
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%
机械效率
在使用机械工作时，有用功在总功中所占份额越多越好。它反映了机械的一种性能，物理学中表示为机械效率。
　1．定义：有用功跟总功的比值。
　2．公式：
机械效率
3.理解：a: η常用百分数表示；
b: η<100%；
c: η没有单位。
η读作“eta”
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。
机械效率的理解
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．用不同的滑轮组，做的有用功相同时，机械效率一定相同( )
8．因有用功总小于总功，所以机械效率总小于1 ( )
9．做的额外功一定时，总功越少，机械效率越高 ( )
10．有用功在总功中占的比例越大，机械效率越高 ( )
×
√
×
√
√
√
×
×
×
×
检测纠偏
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?
检测纠偏
解: 起重机提升重物所用的力等于物体所受的重力：
F=G=mg=0.6 ×103 kg ×10 N / kg=6 × 103 N
起重机提升重物所做的功是有用功：
W有用 = Gh=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× 104J
起重机的机械效率是:
1．关于机械效率的说法中正确的是（ ）
A．越省力的机械，效率越高
B．做有用功越多的机械，效率越高
C．做相同的功，额外功的值越小，效率越高
D．做功越快的机械，效率越高
C
检测纠偏
2．如图，忽略绳重和摩擦，用拉力F拉着10 N的重物匀速上升，绳子自由端移动1 m，动滑轮重力2 N，求：
（1）拉力F；
（2）物体上升的距离；
（3）有用功，总功，机械效率。
检测纠偏
2．如图，忽略绳重和摩擦，用拉力F拉着10 N的重物匀速上升，绳子自由端移动1m，动滑轮重力2N，求：
（1）拉力F；
（2）物体上升的距离；
检测纠偏
n = 2,S = 1m
解：
2．如图，忽略绳重和摩擦，用拉力F拉着10 N的重物匀速上升，绳子自由端移动1m，动滑轮重力2N，求：
（3）有用功，总功，机械效率。
检测纠偏
解：
≈ 83.3％
方法二:
3.用一滑轮组将一重为2240N的货物匀速提起，所用向上的拉力为800N，不计阻力，此时机械效率为70％，则滑轮组应由( )
A、2个定滑轮，3个动滑轮组成
B、2个定滑轮，2个动滑轮组成
C、1个定滑轮，2个动滑轮组成
D、1个定滑轮，1个动滑轮组成
检测纠偏
C
一、有用功和额外功
1、有用功（W有）、额外功（W额）、总功（W总）
2、 W总= W有+ W额
二、机械效率（η）
1、概念：有用功跟总功的比值叫机械效率。
2、公式：
3、当W有一定时，W额越小， η 越高
三、斜面的机械效率
光滑程度一样的斜面,斜面越陡，机械效率越高；斜面越缓，机械效率越低。
倾斜程度一样的斜面，越光滑，机械效率越高；越粗糙，机械效率越低。
知识小结