12.4 机械效率 课件-2024-2025学年人教版物理 八年级下学期

机械效率 1、有用功、额外功和总功。 2、机械效率。 学习目标 2 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 3 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。 一. 有用功、额外功和总功 4 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。 5 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 6 (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。 7 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。 8 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。 9 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。 10 二、机械效率 在总功一定的情况下，人们希望有用功越_____越好，额外功越_____越好。 多 少 1、机械效率：有用功跟总功的比值。 2、公式： η＝　　　　　　　　　　 W有 W总 思考：机械效率可能大于1或者等于1吗？ 注：机械效率一般用百分数表示，没有单位。且机械效率总小于1 。 （W有<W总） 起重机40%~50% 汽油发动机：22%~27% 柴油发动机：28%~30% 抽水机60%~80% 衔接：生活中有各种各样的机械，它们也有着自己的机械效率，我们一起来看一下。我们发现很多机械的机械效率并不高，那么如何提高机械的效率呢？我们现在通过实验来测量一下简单机械的机械效率，我们以滑轮组为例。 机械效率是标志机械做功性能好坏的重要指标，机械效率越高，机械的性能越好。 实验：测量滑轮组的机械效率 实验原理： Gh Fs ＝ W有 W总 η＝ 设计实验： 需要测量哪些物理量？用什么测量工具？怎样计算有用功和总功？ 实验器材： 弹簧测力计、刻度尺、铁架台、滑轮、细线、钩码。 衔接：让我们一起来看看这个实验我们该怎么做。注意强调：要竖直和匀速拉动绳子。 这里还可以引导学生猜想与哪些因素有关，例如物重，滑轮重，绳重，摩擦，提升高度，与动滑轮连接的绳数量 实验步骤： 1.用弹簧测力计测出钩码所受重力G并填入表格。 2.按图所示组装滑轮组。记下钩码和绳端的位置。 4.算出有用功W有、总功W总、机械效率η。 5.改变钩码数量重复实验。 3.竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使钩码升高，读出拉力F 的值，并用刻度尺测出钩码上升的高度h与绳子移动的距离s。 衔接：请大家开始实验。 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 15 1.卖茶杯的人，从货架上拿起茶杯；喝茶水的人，从桌面上端起盛茶水的茶杯，就两人克服茶杯重力做功的下列说法中正确的是（　　） A．都是有用功 B．都是额外功 C．对喝茶的人而言是有用功 D．对卖茶杯的人而言是有用功 D 当堂小练 2.关于机械效率的说法中正确的是（ ） A．越省力的机械，效率越高 B．做有用功越多的机械，效率越高 C．做相同的功，额外功的值越小，效率越高 D．做功越快的机械，效率越高 C 当堂小练 课堂小结 机械效率 机械效率 有用功和额外功 额外功：为了达到工作目的，不得不做的功 定义：有用功跟总功的比值 有用功：为了达到工作目的，必须做的功 总功：动力所做的所有功 W总 = W有 + W额 公式： 总小于 1 $$