2020-2021学年人教版八年级物理下册 第十二章 简单机械 12.3 机械效率 共35张PPT
文档属性
| 名称 | 2020-2021学年人教版八年级物理下册 第十二章 简单机械 12.3 机械效率 共35张PPT |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 1.5MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-05-19 08:00:15 | ||
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文档简介
第十二章 简单机械
12.3 机械效率
【学习目标】
1.了解什么是有用功、额外功、总功。
2.理解机械效率的概念，会利用公式η=W有用/W总进行有关计算，知道机械效率小于1。
3.知道提高机械效率的意义和主要方法。
【课前预习】
1．要提高某机械的机械效率，应该（ ）
A．减小使用机械时动力所移动的距离 B．减小机械自身的重力和摩擦C．减小总功 D．减小使用机械时动力
2．正确理解物理概念是学好物理的关键。关于功、功率和机械效率，下列说法正确的是（ ）
A．功率大的机械，做功一定快 B．做功多的机械，功率一定大C．做功快的机械，机械效率一定高 D．通过改进机械的性能可以使机械效率达到100%
3．汽车上坡，一般都是低挡减速，其原因是（ ）
A.汽车功率一定，减速可以增大牵引力 B．有用功一定，减速能提高机械效率C．减速上坡，安全第一 D．减速上坡可增大摩擦，防止车下滑
4．下列说法中，正确的是（ ）
A．做功多的机械，做功快 B．功率大的机器，做功快C．做功时间短的机械，做功快 D．功率大的机械，机械效率高
5．关于功的原理，下列说法正确的是（ ）
A．简单机械不能省功，复杂机械能省功 B．功的原理只适用于杠杆和滑轮C．既省力又省距离的机械是不可能造出来的 D．省力的机械可以省功，但一定费距离
【课前预习】答案
1．B
2．A
3．A
4．B
5．C
想一想：你会采用哪种方法？
新课引入
观察与思考
“率”=有用量/总量，表示事物某一方面的优劣.
你知道生活中的“率”一词吗？
观察与思考
种子的发芽率
树的成活率
油烟净化率
工作效率
直接提升物体做功，与使用机械提升物体做功相同吗？
要把重100N的沙子运上三楼.下图画了三种办法.
哪种办法最好，哪种办法最不好？
有用功和额外功
一
新课讲解
观察与思考
额外功
在做有用功的同时，人们不需要但又不得不做的功，叫做额外功.
有用功
我们要做的，必须做的功，叫做有用功.
实现目的而做的功
克服机械自身（如动滑轮、绳子）的重力和摩擦等而做的功
有用功加额外功是总共做的功，叫总功.
即：W总=W有用+W额外
总 功
动力对机械所做的功
人提沙子做功
对沙子做功
对桶做功
W1 = 600 J
克服自重做功
总功 3120J
额外功2520 J
沙子重100 N,人体重400 N,动滑轮重10 N,桶重 20 N,口袋重 5 N,地面到三楼高 6 m.
W2 = 120 J
W3 = 2400 J
有用功600 J
对沙子做功
W1 = 600 J
对桶做功
对动滑轮做功
有用功600J
额外功180J
沙子重100 N，人体重400 N，动滑轮重10 N，桶重20 N，口袋重5 N，地面到三楼高6 m.
人拉滑轮利用桶做功
W2 = 120 J
W3 = 60 J
总功 780 J
对沙子做功
对口袋做功
对动滑轮做功
人拉滑轮利用口袋做功
沙子重100 N，人体重400 N，动滑轮重10 N，桶重20 N，口袋重5 N，地面到三楼高 6 m.
W1 = 600 J
W2 = 30 J
W3 = 60 J
有用功600J
额外功90J
总功 690 J
这种办法最好！
2.表达式:
注：因为机械效率是两个功的比值，因此没有单位.
1.定义：有用功跟总功的比值叫机械效率.
机械效率
二
使用起重机提升重物时所做的有用功跟总功的比值是50%，也可以说有用功在总功中占的比例是50%，另外的50％是额外功.
起重机的机械效率是50%，它表示什么意义？
观察与思考
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.
观察与思考
没有！因为有用功总小于总功，所以机械效率总小于1.
有没有机械效率为100%的机械？为什么？
怎样才能提高机械的效率？
减少额外功
改进结构，使其合理、轻巧
经常保养、定时润滑
观察与思考
竖直放置的滑轮的机械效率
机械效率
定滑轮的机械效率
动滑轮的机械效率
滑轮组中若已知承担物重绳子的段数为n，则：
滑轮组：50%～70%
起重机：40%～50%
一些机械的机械效率
抽水机：60%～80%
柴油机： 28%～40%
一台起重机将重3600 N的货物提高4 m.如果额外功是9600 J，起重机做的有用功是多少？总功是多少？机械效率是多少？起重机在哪些方面消耗了额外功？
典例与精析
解:起重机提高物体的力等于物体的重力
F=G=3600 N
起重机提升重物所做的有用功
W有=Fh=Gh=3600 N×4 m=14400 J=1.44×104 J
起重机做的总功
W总=W有+ W额=14400 J+9600 J=2.4×104 J
因此,起重机的机械效率
η= W有/W总=1.44×104 J/2.4×104 J=60%
典例与精析
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.
测量滑轮组的机械效率
三
实验与探究
G/N
h/m
F/N
s/m
W有/J
W总/J
1
2
3
F
实验1
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.
实验与探究
G/N
h/m
F/N
s/m
W有/J
W总/J
1
2
实验2
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，机械效率越低.
实验与探究
F
F
影响滑轮组机械效率的因素
摩擦、绳重（轮与轴及轮与绳之间）
（减小摩擦可以减少额外功，提高机械效率）
如：加强机械运动部位的润滑、采用轻质细绳
物重
（物重增加，机械效率提高）
动滑轮重
（动滑轮重减小，机械效率提高）
η =
关于测量滑轮组机械效率的几点说明：
=
=
=
（1）在测滑轮组的机械效率时，可以不测量s和h.
（2）若不考虑绳重和摩擦，只计动滑轮重力时：
F=(G+G动)/n
η =
G+G动
G
η=
即：
即：
η=
G+G动
G
W有＝Gh
W总 ＝Fs
W有用
W总
η＝ ×100%
知识与拓展
探究：斜面的机械效率与斜面的倾角的关系
你认为要测量哪些物理量？
实验中要注意什么问题？
运用了什么研究方法？
知识与拓展
记录表格：
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}斜面的倾斜程度
木块重
G/N
斜面高度h/m
沿斜面拉力F/N
斜面长
s/m
有用功
W有/J
(Gh)
总功
W总/J
(Fs)
机械效率η
较缓
较陡
最陡
0.06
1.7
1.7
1.7
0.1
0.14
0.4
0.5
0.6
0.82
0.82
0.82
0.1
0.17
0.24
0.33
0.41
0.49
30 ％
41％
49 ％
知识与拓展
1.斜面的倾斜程度
（光滑程度一样的斜面，倾斜程度越大，机械效率越高）
2.斜面的粗糙程度
（倾斜程度一样的斜面，斜面越光滑，机械效率越高）
影响斜面机械效率的因素
知识与拓展
机械效率
有用功：对人们有用的必须要做的功
有用功跟总功的比值叫做机械效率
机械效率总小于1
机械效率
额外功：并非我们需要但又不得不做的功
总功：有用功与额外功的总和
W有用
W总
η＝
有用功和额外功
测量滑轮组的机械效率
测量滑轮组的机械效率
测量斜面的机械效率
课堂小结
【课后练习】
1．下列说法正确的是（ ）
A．用筷子夹菜，筷子是省力杠杆B．工人用动滑轮匀速提升重物，这样做既省力，也改变施力的方向C．用同一个滑轮组提升重物，物体越重，机械效率越高D．火箭加速升空的过程中动能转化为重力势能
2．关于功、功率、机械效率，下列说法中正确的是（ ）
A．物体受到的力越大，力对物体做的功就越多B．机械效率越高的机械，完成一定量的功就越快C．完成一定量的功越快的机械，功率就越大D．机械做功越多，功率就越大，机械效率就越高
3．用一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组把重150N的物体匀速提升1m，不计摩擦和绳重，滑轮组的机械效率为60%。则下列选项错误的是（ ）
A．有用功一定是150JB．总功一定是250JC．拉力大小一定是125ND．动滑轮重一定是100N
4．关于机械效率，下面说法中正确的是（ ）
A．功率越大的机械，机械效率越高 B．机械效率越高的机械越省力C．机械效率越低的机械，做的功就越少 D.由于有用功总小于总功，机械效率总小于1
5．通过测量滑轮组机械效率的实验，可得出下列各措施中能提高机械效率的是（ ）
A．增加提升重物的重力B．改用质量小的定滑轮C．减小提升高度，减少做功D．改变绳子的绕法
6．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
7．下面关于功率、机械效率的几种说法中正确的是（ ）
A．做功所用的时间越多，功率越小 B．功率越大，做功就越多C．做的有用功越多，机械效率越高 D．依据功的原理可知机械效率永远小于1
8．简单机械与人类的生产活动息息相关，以下关于简单机械的说法中不正确的是（ ）
A．定滑轮一定不省力也不费力 B．指甲剪是由两个费力杠杆和一个省力杠杆组成的C．自行车把可以看作一个轮轴，可以省力，但是费距离 D．生活中的斜面机械效率达不到100%
9．关于功率和机械效率，下列说法正确的是（ ）
A．做功多的机械，机械效率一定高 B．省力的机械，机械效率一定高C．功率大的机械，做功一定快 D．两种机械所做的有用功相等时，它们的机械效率一定相等
10．某起重机把货物匀速提升到三楼，用时为t1；起重机经保养后，提升了机械效率，当匀速提升同样货物到相同的高度，用时为t2。与第一次提升相比，第二次（ ）
A．t211．用起重机把质量为0.5t的重物匀速提升3m，电动机所做的功是3.4×104J。则起重机做的有用功大小为___________J，起重机的机械效率是___________。
12．生活处处有物理，留心观察皆学问。你知道吗？吸钢笔水时，先用手捏笔胆排出里面的空气，松手后墨水在___________的作用下进入笔胆；高铁站设有黄色警戒线，人必须站在安全线之外，这是因为流体中，流速大的地方压强___________；钥匙插入锁孔转动开锁时，钥匙就相当于一个___________（选填“杠杆”、“滑轮”或“轮轴”）。
13．一台起重机在10s内将重为3600N的货物匀速提高了4m，若起重机做的额外功是9600J，则机械效率是______。
14．某人将一箱书搬上楼，可以有两种方法：第一种是先搬一部分书上楼，再搬剩下的部分；第二种把是所有的书一起搬上楼，假设他上楼的速度相同，则用这两种方法搬书时，功率较大的是第______种，机械效率较大的是第______种。
15．工人用3m长的斜面，把120kg重物提高1m，需要______N推力（假设斜面光滑，没有摩擦，g取10N/kg）。
【课后练习】答案
1．C 2．C 3．C 4．D 5．A 6．B 7．D 8．A 9．C 10．C
11．15000 44.1%
12．大气压（或大气压强） 小 轮轴
13．60%
14．二 二
15．400
12.3 机械效率
【学习目标】
1.了解什么是有用功、额外功、总功。
2.理解机械效率的概念，会利用公式η=W有用/W总进行有关计算，知道机械效率小于1。
3.知道提高机械效率的意义和主要方法。
【课前预习】
1．要提高某机械的机械效率，应该（ ）
A．减小使用机械时动力所移动的距离 B．减小机械自身的重力和摩擦C．减小总功 D．减小使用机械时动力
2．正确理解物理概念是学好物理的关键。关于功、功率和机械效率，下列说法正确的是（ ）
A．功率大的机械，做功一定快 B．做功多的机械，功率一定大C．做功快的机械，机械效率一定高 D．通过改进机械的性能可以使机械效率达到100%
3．汽车上坡，一般都是低挡减速，其原因是（ ）
A.汽车功率一定，减速可以增大牵引力 B．有用功一定，减速能提高机械效率C．减速上坡，安全第一 D．减速上坡可增大摩擦，防止车下滑
4．下列说法中，正确的是（ ）
A．做功多的机械，做功快 B．功率大的机器，做功快C．做功时间短的机械，做功快 D．功率大的机械，机械效率高
5．关于功的原理，下列说法正确的是（ ）
A．简单机械不能省功，复杂机械能省功 B．功的原理只适用于杠杆和滑轮C．既省力又省距离的机械是不可能造出来的 D．省力的机械可以省功，但一定费距离
【课前预习】答案
1．B
2．A
3．A
4．B
5．C
想一想：你会采用哪种方法？
新课引入
观察与思考
“率”=有用量/总量，表示事物某一方面的优劣.
你知道生活中的“率”一词吗？
观察与思考
种子的发芽率
树的成活率
油烟净化率
工作效率
直接提升物体做功，与使用机械提升物体做功相同吗？
要把重100N的沙子运上三楼.下图画了三种办法.
哪种办法最好，哪种办法最不好？
有用功和额外功
一
新课讲解
观察与思考
额外功
在做有用功的同时，人们不需要但又不得不做的功，叫做额外功.
有用功
我们要做的，必须做的功，叫做有用功.
实现目的而做的功
克服机械自身（如动滑轮、绳子）的重力和摩擦等而做的功
有用功加额外功是总共做的功，叫总功.
即：W总=W有用+W额外
总 功
动力对机械所做的功
人提沙子做功
对沙子做功
对桶做功
W1 = 600 J
克服自重做功
总功 3120J
额外功2520 J
沙子重100 N,人体重400 N,动滑轮重10 N,桶重 20 N,口袋重 5 N,地面到三楼高 6 m.
W2 = 120 J
W3 = 2400 J
有用功600 J
对沙子做功
W1 = 600 J
对桶做功
对动滑轮做功
有用功600J
额外功180J
沙子重100 N，人体重400 N，动滑轮重10 N，桶重20 N，口袋重5 N，地面到三楼高6 m.
人拉滑轮利用桶做功
W2 = 120 J
W3 = 60 J
总功 780 J
对沙子做功
对口袋做功
对动滑轮做功
人拉滑轮利用口袋做功
沙子重100 N，人体重400 N，动滑轮重10 N，桶重20 N，口袋重5 N，地面到三楼高 6 m.
W1 = 600 J
W2 = 30 J
W3 = 60 J
有用功600J
额外功90J
总功 690 J
这种办法最好！
2.表达式:
注：因为机械效率是两个功的比值，因此没有单位.
1.定义：有用功跟总功的比值叫机械效率.
机械效率
二
使用起重机提升重物时所做的有用功跟总功的比值是50%，也可以说有用功在总功中占的比例是50%，另外的50％是额外功.
起重机的机械效率是50%，它表示什么意义？
观察与思考
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.
观察与思考
没有！因为有用功总小于总功，所以机械效率总小于1.
有没有机械效率为100%的机械？为什么？
怎样才能提高机械的效率？
减少额外功
改进结构，使其合理、轻巧
经常保养、定时润滑
观察与思考
竖直放置的滑轮的机械效率
机械效率
定滑轮的机械效率
动滑轮的机械效率
滑轮组中若已知承担物重绳子的段数为n，则：
滑轮组：50%～70%
起重机：40%～50%
一些机械的机械效率
抽水机：60%～80%
柴油机： 28%～40%
一台起重机将重3600 N的货物提高4 m.如果额外功是9600 J，起重机做的有用功是多少？总功是多少？机械效率是多少？起重机在哪些方面消耗了额外功？
典例与精析
解:起重机提高物体的力等于物体的重力
F=G=3600 N
起重机提升重物所做的有用功
W有=Fh=Gh=3600 N×4 m=14400 J=1.44×104 J
起重机做的总功
W总=W有+ W额=14400 J+9600 J=2.4×104 J
因此,起重机的机械效率
η= W有/W总=1.44×104 J/2.4×104 J=60%
典例与精析
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.
测量滑轮组的机械效率
三
实验与探究
G/N
h/m
F/N
s/m
W有/J
W总/J
1
2
3
F
实验1
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.
实验与探究
G/N
h/m
F/N
s/m
W有/J
W总/J
1
2
实验2
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，机械效率越低.
实验与探究
F
F
影响滑轮组机械效率的因素
摩擦、绳重（轮与轴及轮与绳之间）
（减小摩擦可以减少额外功，提高机械效率）
如：加强机械运动部位的润滑、采用轻质细绳
物重
（物重增加，机械效率提高）
动滑轮重
（动滑轮重减小，机械效率提高）
η =
关于测量滑轮组机械效率的几点说明：
=
=
=
（1）在测滑轮组的机械效率时，可以不测量s和h.
（2）若不考虑绳重和摩擦，只计动滑轮重力时：
F=(G+G动)/n
η =
G+G动
G
η=
即：
即：
η=
G+G动
G
W有＝Gh
W总 ＝Fs
W有用
W总
η＝ ×100%
知识与拓展
探究：斜面的机械效率与斜面的倾角的关系
你认为要测量哪些物理量？
实验中要注意什么问题？
运用了什么研究方法？
知识与拓展
记录表格：
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}斜面的倾斜程度
木块重
G/N
斜面高度h/m
沿斜面拉力F/N
斜面长
s/m
有用功
W有/J
(Gh)
总功
W总/J
(Fs)
机械效率η
较缓
较陡
最陡
0.06
1.7
1.7
1.7
0.1
0.14
0.4
0.5
0.6
0.82
0.82
0.82
0.1
0.17
0.24
0.33
0.41
0.49
30 ％
41％
49 ％
知识与拓展
1.斜面的倾斜程度
（光滑程度一样的斜面，倾斜程度越大，机械效率越高）
2.斜面的粗糙程度
（倾斜程度一样的斜面，斜面越光滑，机械效率越高）
影响斜面机械效率的因素
知识与拓展
机械效率
有用功：对人们有用的必须要做的功
有用功跟总功的比值叫做机械效率
机械效率总小于1
机械效率
额外功：并非我们需要但又不得不做的功
总功：有用功与额外功的总和
W有用
W总
η＝
有用功和额外功
测量滑轮组的机械效率
测量滑轮组的机械效率
测量斜面的机械效率
课堂小结
【课后练习】
1．下列说法正确的是（ ）
A．用筷子夹菜，筷子是省力杠杆B．工人用动滑轮匀速提升重物，这样做既省力，也改变施力的方向C．用同一个滑轮组提升重物，物体越重，机械效率越高D．火箭加速升空的过程中动能转化为重力势能
2．关于功、功率、机械效率，下列说法中正确的是（ ）
A．物体受到的力越大，力对物体做的功就越多B．机械效率越高的机械，完成一定量的功就越快C．完成一定量的功越快的机械，功率就越大D．机械做功越多，功率就越大，机械效率就越高
3．用一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组把重150N的物体匀速提升1m，不计摩擦和绳重，滑轮组的机械效率为60%。则下列选项错误的是（ ）
A．有用功一定是150JB．总功一定是250JC．拉力大小一定是125ND．动滑轮重一定是100N
4．关于机械效率，下面说法中正确的是（ ）
A．功率越大的机械，机械效率越高 B．机械效率越高的机械越省力C．机械效率越低的机械，做的功就越少 D.由于有用功总小于总功，机械效率总小于1
5．通过测量滑轮组机械效率的实验，可得出下列各措施中能提高机械效率的是（ ）
A．增加提升重物的重力B．改用质量小的定滑轮C．减小提升高度，减少做功D．改变绳子的绕法
6．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
7．下面关于功率、机械效率的几种说法中正确的是（ ）
A．做功所用的时间越多，功率越小 B．功率越大，做功就越多C．做的有用功越多，机械效率越高 D．依据功的原理可知机械效率永远小于1
8．简单机械与人类的生产活动息息相关，以下关于简单机械的说法中不正确的是（ ）
A．定滑轮一定不省力也不费力 B．指甲剪是由两个费力杠杆和一个省力杠杆组成的C．自行车把可以看作一个轮轴，可以省力，但是费距离 D．生活中的斜面机械效率达不到100%
9．关于功率和机械效率，下列说法正确的是（ ）
A．做功多的机械，机械效率一定高 B．省力的机械，机械效率一定高C．功率大的机械，做功一定快 D．两种机械所做的有用功相等时，它们的机械效率一定相等
10．某起重机把货物匀速提升到三楼，用时为t1；起重机经保养后，提升了机械效率，当匀速提升同样货物到相同的高度，用时为t2。与第一次提升相比，第二次（ ）
A．t2
12．生活处处有物理，留心观察皆学问。你知道吗？吸钢笔水时，先用手捏笔胆排出里面的空气，松手后墨水在___________的作用下进入笔胆；高铁站设有黄色警戒线，人必须站在安全线之外，这是因为流体中，流速大的地方压强___________；钥匙插入锁孔转动开锁时，钥匙就相当于一个___________（选填“杠杆”、“滑轮”或“轮轴”）。
13．一台起重机在10s内将重为3600N的货物匀速提高了4m，若起重机做的额外功是9600J，则机械效率是______。
14．某人将一箱书搬上楼，可以有两种方法：第一种是先搬一部分书上楼，再搬剩下的部分；第二种把是所有的书一起搬上楼，假设他上楼的速度相同，则用这两种方法搬书时，功率较大的是第______种，机械效率较大的是第______种。
15．工人用3m长的斜面，把120kg重物提高1m，需要______N推力（假设斜面光滑，没有摩擦，g取10N/kg）。
【课后练习】答案
1．C 2．C 3．C 4．D 5．A 6．B 7．D 8．A 9．C 10．C
11．15000 44.1%
12．大气压（或大气压强） 小 轮轴
13．60%
14．二 二
15．400