11.3 机械效率课件 2024-2025学年沪科版八年级物理全一册

第十一章 简单机械 八年级物理沪科版·全册 第三节 机械效率 1 知识回顾 计算：已知 物体重10N，滑轮重2N，把物体从一楼运到三楼 n=2 当物体上升到三楼时，绳自由端移动的距离？ S=2×6m=12m W= ×h=Gh=10N×6m=60J 拉力做了多少功？ W=Fs=6N×12m=72J 思考：为什么借助动滑轮提升重物做功，拉力做的功要更多一些？ （2）如果用手动滑轮提重物，人对物体做多少功？ 观察现在是几段绳承担物体与滑轮的总重？ 求：（1）如果直接使物体提上三楼，人对物体做多少功？ 2 克服克服摩擦力所做的功 提升动滑轮所做的功。 提升绳子所做的功 实验证明，使用机械做功时，尽管它会给我们带来如省力、方便等有利因素，但是，由于机械本身的自重，以及摩擦等因素的影响，需要额外做一些功。 使用任何机械都不省功 1.使用动滑轮是否省功 一、有用功、额外功、总功 探究新知 2.三种功 对水做功 对空桶做功 克服自身重力做功 并不需要做但又不得不做的功 对人们有用必须做的功 他的目的是： 把水运上三楼 用水桶提水上楼 有用功 额外功 一、有用功、额外功、总功 探究新知 总功 例1.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。 一、有用功、额外功、总功 探究新知 1.有用功（W有）：直接对物体所做的功（工作目的） 。 2.额外功（W额）：由于机械自重（W额=Gh）和摩擦（ W额=F摩s ）等因素影响，而不得不做的功（无用付出） 。 3.总功（W总）：有用功与额外功之和是利用机械总共做的功（实际付出）。W总=W有+W额 4.总功、有用功、额外功的单位都是焦耳（J）。 注意:（1）一般来说动力对机械做的功为总功，机械对物体做的功为有用功。 （2）做额外功的原因：1.机械自身有重量，2机械相对运动的零件之间有摩擦。 知识归纳 一、有用功、额外功、总功 人提沙子做功 对砂子做功（有用） 对桶做功（没用，不得不做） 克服人自重做功（没用，不得不做） 人拉滑轮做功 对砂子做功（有用） 对桶做功（没用，不得不做） 对动滑轮做功（没用，不得不做） 人拉滑轮做功 对砂子做功（有用） 对口袋做功（没用，不得不做） 对动滑轮做功（没用，不得不做） 请找出下图运沙子上三楼的三种方法中做的有用功、额外功。 一、有用功、额外功、总功 人提沙子做功 对砂子做功 对桶做功 克服人自重做功 人拉滑轮做功 600J 2400J 120J 砂子重100N 人重400N 桶重20N 动滑轮重10N 口袋重5N 地面到三楼高6 m 算一算 额外功 2520J （有用功） 总功： 3120J 对砂子做功 对桶做功 对动滑轮做功 600J 60J 120J 额外功 180J （有用功） 总功： 780J 对砂子做功 对口袋做功 对动滑轮做功 600J 60J 30J 额外功 90J （有用功） 总功： 690J 人拉滑轮做功 三种方法中各做多少有用功、额外功、总功。 一、有用功、额外功、总功 探究新知 分析： 1、三种方法做的有用功相同。 2、三种方法做的额外功不同。 3、如果给你选择，你选用哪种方法做功？为什么？ 做相同的有用功时，做的额外功最少。 为了衡量做功时使用的机械的优劣，物理 学中引入了机械效率这个物理 量。 一、有用功、额外功、总功 探究新知 1. 机械效率 在使用机械工作时，有用功在总功中所占的比例越多越好。它反映了机械的一种性能，物理学中表示为机械效率。 定义：有用功跟总功的比值。 公式： 注意：（1）机械效率是一个比值，没有单位，通常用百分数表示， （2）由于有用功总小于总功，故机械效率总小于1； （3)机械效率的高低与机械是否省力、滑轮组的绕法、物体提升的高度无关。 二、机械效率 探究新知 例2 用一个动滑轮，将 200 N的物体匀速提升 2 m，所用的拉力 F 为 120 N，此动滑轮的机械效率是多少？ 解：W有= Gh= 200 N×2 m = 400 J; W总= Fs= 120 N×4 m = 480 J. 答：动滑轮的机械效率约是83.3%. G F 探究新知 二、机械效率 W有用＝ G物 h W总 ＝Fs S=nh W有用＝f s物 W总＝ F s绳 S绳 = ns物 2.滑轮组机械效率的计算 竖直放置 水平放置 若不计绳重及摩擦 探究新知 二、机械效率 机械效率的测量（以滑轮组为例） 实验方法 控制变量法 实验器材、装置 提出问题 1.对同一机械来说，它的机械效率是恒定不变的吗？ 2.对不同机械来说，它的机械效率是相同的吗？ 探究： 实验原理： 弹簧测力计、刻度尺、铁架台、四个相同的滑轮、细线、 钩码。 探究新知 三、机械效率总是一定的吗 实验过程 结论：同一机械，机械效率不是固定不变的。 同一机械提升物体重力越大，机械效率越高。 1、.同一机械它的机械效率是恒定不变的吗？ 按图甲、乙、丙所示的方式装好滑轮组，并使用滑轮组分别提升钩码，将实验所测得的数据填写在表格中。 实验次数 钩码重G/N 钩码上升高h/m 有用功 W有/J 拉力F/N 绳子自由端上升的距离s/m 总功 W总/J 机械效率 η 1 2 3 0.50 0.050 1.00 0.050 1.50 0.050 0.24 0.150 0.42 0.150 0.60 0.150 0.025 0.050 0.075 0.036 0.063 0.090 69.4% 79.4% 83.3% 注意事项:竖直向上，缓慢拉动测力计 分析论证 1.比较第1、2、3三次实验数据，可得出怎样的结论？ 探究新知 三、机械效率总是一定的吗 实验过程 结论：不同机械物重一定，动滑轮（机械）越重，机械效率低 按图a b所示的方式装好滑轮组，并使用滑轮 组分别提升钩码，将实验所测得的数据填写在表格中。 注意事项:竖直向上，缓慢拉动测力计 分析论证 比较第1、2两次实验数据，可得出怎样的结论？ 2.对不同机械来说，它的机械效率是相同的吗？ 滑轮组 情况 钩码重G/N 钩码上升高h/m 有用功 W有/J 拉力F/N 绳子自由端上升的距离s/m 总功 W总/J 机械效率 η 1（a） 1 0.1 0.1 0.6 0.3 0.18 55.6% 2（b） 1 0.1 0.1 0.4 0.5 0.20 50.0% 探究新知 三、机械效率总是一定的吗 洪山嘴中学詹振亚 洪山嘴中学詹振亚 3.影响机械效率的因素: （1）减轻机械自重减小摩擦力减轻绳重 （2）增加提升的物重。 4.提高机械效率的方法: （1）机械的自重、摩擦、绳重 （2）提升的物体重力 探究新知 三、机械效率总是一定的吗 1.滑轮组的机械效率与所提升的物体的重力有关，同一滑轮组，提升重物越重，机械效率越高。 2.滑轮组的机械效率与动滑轮重（动滑轮个数）有关，提升相同重物，动滑轮越多，机械效率越低。 三、机械效率总是一定的吗 知识归纳 例3．图为测量滑轮组机械效率的实 验装置，钩码总重6 N。 （1）实验时要竖直向上______ 拉动弹簧测力计，由图可知拉力 大小为_______N，若钩码上升的 高度为8cm,则弹簧测力计向上移动______cm,该滑轮组的机械效率为________。 （2）若仅增加钩码的个数，该滑轮组有机械效率将_______（选填：“增大”、“减小”或“不变”） 缓慢 2.4 24 83.3% 增大 三、机械效率总是一定的吗 起重机：40%~50% 抽水机：60%~80% 柴油机： 28%~40% 探究新知 四、常见机械的效率 水泵 起重机 汽油机 柴油机 滑轮组 60%－80% 40%－50% 20%－30% 30%－50% 50%－80% 探究新知 四、常见机械的效率 课堂小结 Ｄ、增加提升重物重力，增大有用功。 1、机械效率越大的机械必定是：（ ） A、越省力 B、越省功 Ｃ、有用功越多 Ｄ、有用功与总功比值越大 Ｄ 2、下列各项措施中能提高滑轮组机械效率的是（　 　） Ａ、增加动滑轮，减小拉力。 Ｂ、减小提升重物重力。 Ｃ、减小提升高度，减小有用功。 Ｄ 拓展提升 D.额外功占总功的3/4倍 3、某机械的机械效率是75%，这说明使用这一装置做功（ ） A.总功是额外功的3倍 B.有用功是额外功的3倍 C.总功是有用功的3倍 B D.把滑轮做得更轻巧，减小滑轮在转动过程中的摩擦 4、为了提高滑轮组的机械效率，以下做法中正确的是（ ） A.以较快的速度匀速提升重物 B.以较慢的速度匀速提升重物 C.增加承担物重的绳子股数 D 拓展提升 F G 5、如图所示，拉力F = 80N，物体重G = 120N，若2s内绳子自由端匀速拉动的距离s = 4m，物体被提高的距离h = 2m，求： （1）拉力所做的有用功； （2）拉力所做的总功W总； （3）该滑轮组的机械效率η。 (4)拉力的功率P ⑶ =75% 解： ⑵ =120N×2m =240J W有= Gh ⑴ W总= FＳ =2s =８0N×４m=320J η = W有 W总 (4) P= W总 t = 320J 2s v= s t t= s v = 4m 2m/s =160w 由 得 拓展提升 = 240J 320J 下 课 $$