第十章 第五节 机械效率-【教材解读】2024春八年级下册物理（沪科版)

第十章　机械与人 １８１　 第五节　机械效率 知识点一　机械效率 １．总功、额外功和有用功 (１)总功:利用机械时,动力做的功叫做总功,即W总＝Fs. (２)额外功:在利用机械做功的过程中,要克服机械的 重力、机械间的摩擦力等多做的一部分功,这部分功 叫做额外功. (３)有用功:从总功中减去额外功才是对我们有用的 功,叫做有用功. (４)注意:总功、额外功和有用功间的关系是 W 总 ＝ W 有 ＋W 额 . 解题模型———三种简单机械的有用功、 　　　　　　　额外功、总功的计算 机械 杠杆 滑轮(组) 斜面 图示 总功 W 总 ＝Fs W 总 ＝Fs W 总 ＝Fs 有用 功 W 有 ＝Gh W 有 ＝Gh W 有 ＝Gh 额外 功 克服杠杆本身 重 力、摩 擦 力 所做的功: W额＝W总－W有 克服动滑轮重、 绳重、摩擦力所 做的功:①W额 ＝ W总 －W有;②若 不计绳重、摩擦 力,W额＝G动h 克服摩擦力所 做的功: ①W额＝ W总－W有; ②W 额 ＝Ffs 说明 G 为被提升物体的重力;h 为物体升高的高度;F 为外界作用力;s为作用力F 作用点移动的距离; G动 为动滑轮的重力 WF甲 ＜WF乙的原因 　　 不 计 绳 重 和 摩 擦,用 甲、 乙两装置,竖直向上匀速提升 钩 码 时,有 WF甲 ＝F甲 h ＝ ２Gh,WF乙 ＝F乙 ×２h＝(２G＋ G滑 )h,所以WF甲 ＜WF乙 ,可见 使用任何机械都不省功. 有用功、额外功和总功 物理　八年级　下册 １８２　 分析功的三项注意 (１)动 力 做 的 功 为 总 功, 机械对物体做的功为有用功. (２)分析有用功时,只考 虑物重和提升的高度,不必考 虑做功的路径、方式. (３)分析额外功时,凡是 克服机械本身的摩擦力而做 的功,或克服机械本身重力而 做的功都是额外功. 理解机械效率的三点注意 (１)机械效率越高,这个 机械的性能就越好. (２)机械效率的高低与是 否省力、具体做功的多少、物 体提升高度与速度等无关. (３)由η＝ W 有 W 总 ×１００％＝ W 有 W 有 ＋W 额 ×１００％ 可知,若额 外功一定,则有用功越大,机 械效率(η)越高. ２．机械效率 (１)定义:物理学中,将有用功跟总功的比值叫做机 械效率,用符号η表示. (２)公式:η＝ W 有 W 总 ×１００％＝ W 有 W 有 ＋W 额 ×１００％ . η表示机械效率，W 有 表示有用功，W 总表示总功。 (３)物理意义:机械效率是表示机械做功性能好坏的 物理量. (４)机械效率总是小于１: 使用任何机械都不可避免地要做额外功,有用功总 是小于总功,所以机械效率总是小于１.机械效率通 常用百分数表示,无单位. 解题模型———三种简单机械的机械效率的计算 机械 图示 公式 说明 杠杆 (提升 物体) η＝ W 有 W 总 ×１００％ ＝ Gh Fs×１００％ 滑轮 (组) 竖 直 提 升 物 体 ①η＝ W 有 W 总 ×１００％ ＝ Gh Fs×１００％ ＝ G nF×１００％ ②不计绳重、摩擦 η＝ W 有 W 总 ×１００％ ＝ Gh Gh＋G动h×１００％ ＝ G G＋G动 ×１００％ 水 平 移 动 η＝ W 有 W 总 ×１００％ ＝ Ffs物 Fs ×１００％ ＝ Ff nF×１００％ G 为 被 提 升 物体的重力; h为物体升高 的高度; F 为外力; s为作用力F 作 用 点 移 动 的距离; G动 为动滑轮 的重力; s物 为物体水 平 移 动 的 距离; Ff 为 物 体 与 接 触 面 间 的 滑动摩擦力; n为承担物重 的 绳 子 的 段数 第十章　机械与人 １８３　 续表　 机械 图示 公式 说明 斜面 ①η＝ W 有 W 总 ×１００％ ＝ Gh Fs×１００％ ②η＝ W 有 W 总 ×１００％ ＝ Gh Gh＋Ffs ×１００％ F 为 外 力;s 为 物 体 移 动 的距离;h 为 物 体 升 高 的 高度,Ff 为摩 擦力 【例１】(青海)一名建筑工人用如图所示的 滑轮组,将一个重为４５０N的货物,在１０s 内沿竖直方向匀速提升了４m,建筑工人 所用的拉力是３００N.则该建筑工人所 做的有用功是 J,建筑工人做功 的功率是 W,该滑轮组的机械 效率是 . 思路分析 有用功W 有 ＝Gh＝４５０N×４m＝１８００J,绳 子自由端移动的距离s＝２h＝２×４m＝８m,总功 W 总 ＝Fs＝３００N×８m＝２４００J,做功的功率是P＝ W 总 t ＝ ２４００J １０s ＝２４０W . 机械效率η＝ W 有 W 总 ×１００％＝ １８００J ２４００J×１００％＝７５％ . 答案１８００　２４０　７５％ 知识点二　机械效率的特点 １．实验:探究机