12.3 机械效率 ---2023-2024学年人教版物理八年级下学期

第十二章 简单机械 第3节 机械效率(1) DJPHYSICS 授课：姚嘉誉 DJPHYSICS 1.知道简单机械不能省功 2.知道总功、有用功、额外功之间的关系 3.知道机械效率的意义及其简单计算 第3节 机械效率 DJPHYSICS 实践成果分享 《帮我“捡”起物理书》 你可以帮小帅选出比较好的方案吗？ DJPHYSICS 直接提升物理书 用动滑轮提升物理书 思考 使用不同的简单机械提升物体与直接提升物体所做的功会相同吗？ 知识点一 总功、有用功和额外功 用篮子提升物理书 PS：不计摩檫 PS：不计摩檫 PS：不计摩檫 DJPHYSICS 思考 小帅的2个实验方案，目的是什么？ 知识点一 总功、有用功和额外功 用篮子提升物理书 把物理书提到二楼（3m） 用动滑轮提升物理书 （1）达成目的必须要做的功称为有用功，用W有表示。 例　用动滑轮提起物理书时，提起物理书做的功 PS：不计摩檫 PS：不计摩檫 W有=G物h 克服物理书重力做的功 DJPHYSICS 思考 实验中，小帅还提起了什么？ 用篮子提升物理书 提起了 篮子 / 动滑轮 用动滑轮提升物理书 （2）因为其他因素额外多做的功称为额外功，用W额表示。　 例　用动滑轮提起物理书时，提起 篮子 / 动滑轮做的功 PS：不计摩檫 PS：不计摩檫 W额= G篮h W额= G动h 克服篮子重力做的功 克服动滑轮重力做的功 知识点一 总功、有用功和额外功 DJPHYSICS 思考 实验中，小帅一共提起了什么？ 用篮子提升物理书 提起了物理书和 篮子/动滑轮 用动滑轮提升物理书 （3）有用功和额外功之和称为总功，用W总表示。 例 用动滑轮提起物理书时，提起物理书和篮子/动滑轮做的功 PS：不计摩檫 PS：不计摩檫 W总= W有+W额 W额= W总-W有 W总= F拉s 总拉力做的功 知识点一 总功、有用功和额外功 DJPHYSICS 有用功 W有 ： 额外功 W额 ： 总功 W总 ： 关系： 达成目的必须要做的功 有用功与额外功之和 因为其他因素额外多做的功 课堂小结 W总= W有+W额 W总= F拉s 总拉力做的功 知道额外功 知道总拉力 DJPHYSICS 8 例题1 从井中打水时，对水所做的功是__________；从井中捞桶时，对水所做的功是__________；若两次都是同一个桶且两次都装满了水，则两次所做的有用功、总功和额外功当中，相同的是________。 有用功 额外功 总功 知识点一 总功、有用功和额外功 DJPHYSICS 练习1　注意看，计算下面情况，小帅提起物理书1m后，该过程中的有用功、额外功和总功（不计摩擦）PS：取物理书300g，篮子500g。 知识点一 总功、有用功和额外功 G书=3N G篮=5N h=1m 点拨 ①目的是做什么？ ②目的对应的功是什么？【有用功】 ③目的之外还做了什么功？【额外功】 ④总共做了多少功【总功】 解： W有 = G书 h = 3 N × 1 m = 3 J W额 = G篮 h = 5 N × 1 m = 5 J W总 = W有 +W额 = 3 J+5 J = 8 J DJPHYSICS 10 练习1　注意看，计算下面情况，小帅提起物理书1m后，该过程中的有用功、额外功和总功（不计摩擦）PS：取物理书300g，篮子500g。 知识点一 总功、有用功和额外功 G书=3N G篮=5N h=1m 点拨 ①目的是做什么？ ②目的对应的功是什么？【有用功】 ③目的之外还做了什么功？【额外功】 ④总共做了多少功【总功】 解： W有 = G书 h = 3 N × 1 m = 3 J W额 = G篮 h = 5 N × 1 m = 5 J W总 = W有 +W额 = 3 J+5 J = 8 J DJPHYSICS 11 练习2　注意看，计算下面情况，小帅提起物理书1m后，该过程中的有用功、额外功和总功（不计摩擦）PS：取物理书300g，动滑轮300g。 知识点一 总功、有用功和额外功 G书=3N G动=0.3N h=1m 点拨 ①目的是做什么？ ②目的对应的功是什么？【有用功】 ③目的之外还做了什么功？【额外功】 ④总共做了多少功【总功】 解： W有 = G书 h = 3 N × 1 m = 3 J W额 = G动 h = 0.3N×1m = 0.3 J W总 =W有 +W额 = 3J+0.3J =3.3J DJPHYSICS 12 练习2　注意看，计算下面情况，小帅提起物理书1m后，该过程中的有用功、额外功和总功（不计摩擦）PS：取物理书300g，动滑轮300g。 知识点一 总功、有用功和额外功 G书=3N G动=0.3N h=1m 点拨 ①目的是做什么？ ②目的对应的功是什么？【有用功】 ③目的之外还做了什么功？【额外功】 ④总共做了多少功【总功】 解： W有 = G书 h = 3 N × 1 m = 3 J W额 = G动 h = 0.3N×1m = 0.3 J W总 =W有 +W额 = 3J+0.3J =3.3J DJPHYSICS 13 这两个情景中，哪种方法更好， 为什么？ 情景②更好，做的额外功最少。 知识点一 总功、有用功和额外功 额外功在总功里面的占比少 有用功在总功里面的占比多 分析情景①： W有1 = 3 J，W额1=5 J W总1 = 8 J 分析情景②： W有2 = 3 J， W额2=0.3 J W总2 = 3.3 J PS：取物理书300g，动滑轮30g，篮子500g。 DJPHYSICS 二、机械效率 在物理学中，将有用功和总功的比值叫机械效率。 通常用η表示机械效率，有　　　　。 机械效率通常用百分数表示 1．认识机械效率（P86） 知识点二 机械效率 使用机械做功时总有W有 ＜W总 η ＜ 1。 DJPHYSICS 二、机械效率 知识点二 机械效率 定义辨析：下列关于机械效率的说法正确的是（　　） A．越省力的机械，机械效率越高 B．做功越少的机械，机械效率越低 C．做功越慢的机械，机械效率越低 D．总功相同，有用功越大的机械，机械效率越高 D DJPHYSICS 实践成果分析 实践成果分析 《帮我“捡”起物理书》 实践中记录的数据（不计摩擦阻力） 工具 G书/N h/m F拉/N s/m W有用/J W总/J η 无工具 对比实验 2.1 3 2.1 3 ①篮子 2.1 3 4.0 3 ②动滑轮 2.1 3 1.4 6 实验结论： 目的：提起物理书 DJPHYSICS 实践成果分析 实践成果分析 《帮我“捡”起物理书》 实践中记录的数据（不计摩擦阻力） 工具 G书/N h/m F拉/N s/m W有用/J W总/J η 无工具 对比实验 2.1 3 2.1 3 ①篮子 2.1 3 4.0 3 ②动滑轮 2.1 3 1.4 6 实验结论： 6.3 6.3 6.3 6.3 12.0 8.4 100% 52.5% 75% 目的：提起物理书 DJPHYSICS 实践成果分析 实践成果分析 《帮我“捡”起物理书》 实践中记录的数据（不计摩擦阻力） 工具 G书/N h/m F拉/N s/m W有用/J W总/J η 无工具 对比实验 2.1 3 2.1 3 ①篮子 2.1 3 4.0 3 ②动滑轮 2.1 3 1.4 6 实验结论： 6.3 6.3 6.3 6.3 12.0 8.4 100% 52.5% 75% 方案①的机械效率比方案②的机械效率高，应该选择方案②较好 目的：提起物理书 DJPHYSICS 实践成果分析 实践成果分析 《帮我“捡”起物理书》 实践中记录的数据（不计摩擦阻力） 工具 G书/N h/m F拉/N s/m W有用/J W总/J η 无工具 对比实验 2.1 3 2.1 3 ①篮子 2.1 3 4.0 3 ②动滑轮 2.1 3 1.4 6 实验结论： 6.3 6.3 6.3 6.3 12.0 8.4 100% 52.5% 75% 方案①的机械效率比方案②的机械效率高，应该选择方案②较好 目的：提起物理书 实验反思：使用机械可以帮助我们省去一部分的功吗？ DJPHYSICS 实践成果分析 实践成果分析 《帮我“捡”起物理书》 实践中记录的数据（不计摩擦阻力） 工具 G书/N h/m F拉/N s/m W有用/J W总/J η 无工具 对比实验 2.1 3 2.1 3 ①篮子 2.1 3 4.0 3 ②动滑轮 2.1 3 1.4 6 实验结论： 6.3 6.3 6.3 6.3 12.0 8.4 100% 52.5% 75% 方案①的机械效率比方案②的机械效率高，应该选择方案②较好 目的：提起物理书 实验反思：使用机械可以帮助我们省去一部分的功吗？ 结论：使用任何机械都不能省功 DJPHYSICS 1．有用功和额外功 2．机械效率 概念： 公式： 有用功 W有 ： 额外功 W额 ： 总功 W总 ： 关系： 达成目的必须要做的功 有用功与额外功之和 因为其他因素额外多做的功 课堂小结 机械效率总是______1 的，即_______。 机械效率通常用_______表示 W总= W有+W额 任何机械都______省功 不能 有用功与总功的比值 百分数 小于 η ＜ 1 DJPHYSICS 22 过关检测 1. 清晨，清河河畔聚集了很多钓鱼爱好者，若某位师傅不小心把水桶弄进水里，捞上桶时发现桶里带些水。在打捞水桶的过程中，下列关于做功的说法中正确的是（　 　） A．对水所做的功是有用功 B．对桶所做的功是总功 C．对水所做的功是总功 D．对桶所做的功是有用功 2. 关于功率和机械效率，下列说法正确的是（　 　） A．功率大的机械，机械效率一定高 B．做功多的机械，机械效率一定高 C．机器的功率越大，做的功就越多 D．机器的功率越大，做的功就越快 D D DJPHYSICS 23 过关检测 3. 分别用杠杆、斜面和滑轮组将同一物体举到相同高度，做的有用功（ ） A．杠杆最多 B．斜面最多 C．滑轮组最多 D．一样多 4. 起重机把0.5t的重物匀速提升了3m，而它的电动机所做的功为3.4×104J，问起重机的机械效率为多少？（g=10N/kg） D η F = G物 = m物g = 0.5×103 kg × 10 N/kg = 5×103 N W有= Fs = G物h = 5×103 N × 3 m = 1.5×104 N 解： 答：机械效率为 44 %。 DJPHYSICS 24 $$