12.3 机械效率课件 2022-2023学年人教版物理八年级下册

第十二章 简单机械 第3节 机械效率 人教版 物理 八年级下册 1、有用功、额外功和总功。 2、机械效率。 学习目标 1. 使用动滑轮是否省功 (1)实验过程： ①如图1 甲所示，用弹簧测力计将钩码缓慢 地提升一定的高度，将实验数据填入表 格中。 新知一 有用功、额外功和总功 探究新知 ②如图乙所示，用弹簧测力计和动滑轮将同样的钩码缓慢地提升相同的高度，将实验数据填入表格中。 ③计算并比较两次实验中拉力所做的功。 实验次序 钩码重G/N 钩码上升高度h/m 手的拉力F/N 手移动的距离s/m 1 2 0.1 2.1 0.1 2 2 0.1 1.1 0.2 (2)实验结论：使钩码上升相同的高度，利用动滑轮提升钩码时做的功大于直接提升钩码所做的功；这表明：使用动滑轮不但不省功，反而要多做功。 温馨提示: 1. 实验中，应竖直向上匀速提升钩码。 2. 图乙实验中，手移动的距离可以不用刻度尺测量，直接利用关系式s=nh=2×0.1 m=0.2 m 得到。 3. 使用动滑轮不能省功的原因：动滑轮本身有一定的重力；绳子和动滑轮之间存在摩擦力。 2. 有用功 (1)上述实验中，克服钩码重力做的功，对我们来说是有用的，是无论采用何种方式都必须做的功，叫有用功，用W 有表示。 (2)有用功相当于不用机械而直接用手对物体做的功。 3. 额外功 上述实验中，克服滑轮重和摩擦力做的功，对我们来说没有必要但又不得不做，这部分功叫额外功，用W额表示。 4. 总功 (1)上述实验中，拉力总共所做的功叫总功，用W 总表示；总功等于有用功和额外功之和，即W总=W有+W额。 (2)总功就是人们利用机械所做的功。 深度理解: ●有用功是一种“ 目的功”。为了实现做功的目的，有用功W有等于直接用手做的功，总功W总等于作用在机械上的力与这个力通过距离的乘积。 ●由于机械存在自重，且部件之间存在摩擦，故利用机械实现做功的目的，额外功不可避免。 例 1 人用铁桶从井中打水，则此过程中( ) A. 人对铁桶做的功是额外功 B. 人对水做的功是额外功 C. 人对水和铁桶做的功都是额外功 D. 人对水和铁桶做的功都是有用功 A 解题秘方：判断有用功、额外功要看做功的目的，实现做功的目的所做的功是有用功，所做的其余部分的功为额外功。 解析：用铁桶打水，做功的目的是提水，故对水做的功是有用功，对铁桶做的功是额外功。 特别提醒：若是打捞掉到水中的桶，则对桶做的功为有用功，对水做的功为额外功。 1-1. 小明用桶把一些沙子运上三楼。在此过程中( ) A. 小明克服自身重力所做的功是总功 B. 小明克服沙子重力所做的功是有用功 C. 小明克服沙子重力所做的功是额外功 D. 小明克服桶的重力所做的功是有用功 B 1. 定义 物理学中，把有用功跟总功的比值叫做机械效率，用η 表示。 2. 公式 η= 。 机械效率越高，做的有用功与总功的比值就越大，这个机械的性能就越好。 新知二 机械效率 3. 可变性 机械效率不是固定不变的，同一机械在不同的做功过程中，机械效率可能会发生改变。 4. 特点 任何机械的机械效率都小于1，只有在理想情况下机械效率才等于1。 5. 注意 机械效率的高低与机械是否省力、滑轮组上绳子的绕法、物体提升的高度、物体被提升的速度等因素无关。 6. 机械效率的计算归类 图示 做功目的 有用功 总功 机械效率 杠杆 竖直 提升 物体 W有= Gh W 总= FsF η = 斜面 续表 图示 做功目的 有用功 总功 机械效率 滑轮(组) 竖直 提升 物体 W有= Gh W 总= FsF η = 水平移 动物体 W 有= fs物 η = 深度理解: 1. 像速度、密度和功率一样，机械效率也是利用比值法来定义的。 2. 由机械效率的计算公式知，式中分子和分母的单位相同，故算出的机械效率没有单位。机械效率是一个比值，一般用百分数表示。 3. 影响机械效率的因素：机械效率是由机械自身因素(如机械自重、摩擦等)和做功对象(如提起的重物) 决定的。 4. 机械效率、功率和功是三个不同的物理量，机械效率与功和功率之间没有直接关系。 [中考·南京] 如图2 所示，物体重180 N，动滑轮重10N，小明用100 N 的拉力(方向不变)将物 体匀速提升2 m，用了10 s，则此过程中有 用功是______ J，额外功是_____ J，拉力 的功率是_____ W，滑轮组的机械效率是 _____%。 例2 是多余条件，是干扰条件。 360 40 40 90 解题秘方：利用题中条件可直接求出的物理量有W有、s、W总，再利用求出的物理量和已知量进一步分析求解。 解析：滑