第十二章 简单机械 第3节 机械效率 2022-2023学年人教版物理八年级下册

第3节 机械效率 第十二章 简单机械 小明需要从水井中往上提水，有两种水桶，一种是很重的铁皮水桶，另一种是很轻的铝合金水桶，他该选择哪种水桶提水更轻松呢？ 铁皮水桶 铝合金水桶 想一想 种子的发芽率 树的成活率 油烟净化率 工作效率 “率”=有用量/总量，表示事物某一方面的优劣。 你知道生活中的 一词吗？ “率” 想一想 1.了解什么是有用功、额外功和总功，知道三者的关系。 2.理解什么是机械效率，知道机械效率永远小于一。 3.会测定某种简单机械的机械效率。 4.了解如何提高机械效率。 目标与任务 要把重100N的沙子运上三楼。下图画了三种办法。 有用功和额外功 一 哪种办法最好，哪种办法最不好？ 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 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！ 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。 总 功 动力对机械所做的功 即：W总=W有用+W额外 机械效率——有用功跟总功的比值。 注：机械效率一般用百分数表示，没有单位。 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 ＝ 机械效率 二 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 分析公式： 理想状态，忽略机械自重和摩擦 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？ 思考 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。 机械效率有单位吗？ 为什么机械效率没有大于1的？ 用小数和百分数来表示机械效率，你认为哪种表达更好？ 机械效率没有单位，总小于1，通常用百分数表示。 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。 思考 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 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。 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。 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） 提高滑轮组的机械效率的主要方法： (1)尽可能