12.3 机械效率 课件 2022-2023学年人教版物理八年级下册

12.3 机械效率 小明家最近买了一套新房，家在三楼。想把洗手间、厨房装修一下，需把沙子运到三楼。请同学们根据需要，选择机械帮助小明家解决这个问题，看看哪个小组的办法最好？ 如图所示的三种方法可供参考：第1种是人直接提着沙子上楼；第2种是把沙子放进桶里，人通过动滑轮把沙子拉上楼；第3种是把沙子放进质量较小的袋子里，人通过动滑轮把沙子拉上楼。请学生发表自己的见解，提出各种方案。并对各个方案进行讨论，比较优缺点。 学习目标 1.知道有用功、额外功、总功的含义，知道他们之间的关系。 2.知道机械效率的概念，能结合具体实例认识什么是有用功、额外功、总功，会计算机械效率。 3.通过实验了解滑轮组机械效率的高低与物体重力的大小有关，知道提高机械效率的方法。 4.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施试验方案的能力。 一、有用功和额外功 　 直接提升物体做功，与使用机械提升物体做功相同吗？ 　提出问题： 一、有用功和额外功 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 一、有用功和额外功 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）,即有 用功加额外功是总共做的功。 即：W总=W有用+W额外 一、有用功和额外功 拓展：三种机械各种功的比较 机械功 杠杆 滑轮组(提重物) 斜面 有用功 W有用＝Gh W有用＝Gh W有用＝Gh 额外功 克服杠杆本身重力、摩擦力所做的功 W额外＝W总－W有用 克服动滑轮重、绳重、摩擦力所做的功 ①W额外＝W总－W有用 ②若不计绳重、摩擦力，W额外＝G动h 克服摩擦力所做的功 ①W额外＝W总－W有用 ②W额外＝ fL 总功 W总＝Fs W总＝Fs W总＝FL 二、机械效率 注：机械效率一般用百分数表示，没有单位。 在保证所做有用功一定的情况下，人们总是希望额外功越少越好。即额外功在总功中所占的比例越少越好。物理学中，将有用功跟总功的比值叫做机械效率。如果用η（读作aita）表示机械效率，那么有我们总希望，有用功占总功的份额越大越好。 公式：η＝　　　　　　　　　　 W有用 W总 W有用 W有用+W额外 ＝ 二、机械效率 机械效率公式： 二、机械效率 G F W额外＞0，W总＞W有用　所以η＜1 W额外＝0，W总＝W有用 所以η＝1 理想状态，忽略机械自重和摩擦 机械效率会大于1吗？为什么？ 实际生活中有用功总小于总功，所以机械效率总小于1。 二、机械效率 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？ 二、机械效率 【简介常见机械的效率 】 滑轮组 50%—70% 起重机 40%—50% 抽水机 60%—80% 离心式水泵 60%－80% 因此，使用机械时，要充分发挥机械设备的作用，减小额外功以提高机械效率。 二、机械效率 机械效率可以通过实验进行测量。下面我们测量的是滑轮组的机械效率。实验之前应该考虑：需要测量哪几个量？怎样计算有用功？怎样计算总功？ 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。 二、机械效率 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。 1 0.1 0.5 3 0.1 1.5 83.3％ 88.9％ 4.5 3 0.2 0.4 3 1.5 0.1 4 2 0.1 0.8 3 66.7％ =0.5N =0.8N =1.5N 二、机械效率 G/N h/m F/N s/m W有/J W总/J 1 2 2.条件：物重一定 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，机械效率低。 F F 二、机械效率 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