12.4 机械效率 课件-2025-2026学年人教版八年级下册物理

人教版 物理（初中） 八年级下册 12.4 机械效率 1563886449 新课导入 使用简单机械可以省力，或者省距离，能省功吗？ 1563886449 课堂新授 一、机械效率 如图所示，利用动滑轮把重为 G1 的物体提升 h 高度的过程中所做的功为：W有＝ G1h，这是人们提升重物过程中必须要做的功。 （1）有用功（W有） 有用功是人们提升重物过程中必须要做的功， 即使用机械时对人们有用的功。 h G1 1563886449 在提升重物的过程中，由于动滑轮本身也受到重力作用，以及动滑轮的转轴上存在摩擦力，因此，必须克服动滑轮自身的重力和动滑轮上的摩擦力做一定量的功，这部分功并非我们需要但又不得不额外做的功就是额外功。 (2)、额外功（W额） 利用机械时，人们不得不额外做的功叫额外功。 G动 1563886449 (3)、总功（W总）：有用功与额外功的总和叫总功。 W总=W有用+W额外 F 人的拉力F（动力）对动滑轮（机械）所做的功，就是总功。 S 注意：由于存在额外功，因此总功必定大于有用功。 W总= F动力 S动力 作用在机械上的动力 动力作用点移动的距离 1563886449 2、机械效率 （1）定义：我们把有用功和总功的比值叫做机械效率（η） η= W有 W总 ×100% （2）表达式为： η 为希腊字母，汉语拼音读做yita，机械效率习惯上用百分比表示。 ①机械效率通常用百分率表示没有单位 。 ②有用功总小于总功，所以机械效率总小于100% 即：η<1 机械效率越大，意味着机械工作时能量的利用率越高。 生活中：一般的滑轮组机械效率为50%~70%， 起重机的机械效率为40 %~ 50 %， 抽水机的机械效率为60 %~ 80 % 1563886449 机械效率的定义 ： 有用功跟总功的比值   有用功 ：对人们有用的功 额外功 ：人们不需要但又不 得不做的功 总功 　：有用功与额外功的总和 公式： ∴ 　　永远小于1 ╳100% 使用任何机械都不能省功． 1563886449 提高机械效率的方法： （1）减小摩擦 （2）减小机械本身的重力 减少额外功 （3）增加提升物体的重力来增加有用功 增加有用功 思考： 如何提高机械效率呢？ 1563886449 二、斜面的机械效率 如图斜放的平板构成了一个斜面，为什么搬运货物时要用斜面？ 斜面也是一种简单机械，利用它可以更省力地将货物从低处搬运到高处。 1563886449 斜面 FS W动力= W克服重力 =Ｇh FS =Ｇh 光滑 B S h G F A C S 1563886449 斜面 S h G F A C B FS W动力= W斜面克服重力 =Ｇh FS =Ｇh+f S 不光滑 W斜面克服摩擦力 =f S 100% = Gh Fs 100% f 1563886449 测量斜面的机械效率 1、实验器材：长木板、木块、刻度尺、小车、弹簧测力计 2、实验步骤 ①如图所示将1块长木板的一端垫高，构成一个斜面，用刻度尺测出斜面的长s和斜面的高度h。 s h 1563886449 ②用弹簧测力计测出小车的重力。 ③用弹簧测力计沿着斜面把小车从斜面底端匀速拉到顶端，读出弹簧测力计的读数。 ④改变斜面的倾斜程度，重复上述步骤2 次。 ⑤将测量结果记录在下面的表格中。 注意事项： ①要匀速拉动物体; ②拉力要与斜面平行； ③及时记录数据。 斜面倾斜程度 小车重力/N 斜面高度/m 有用功/J 拉力/N 斜面长/m 总功/J 机械效率 较缓 1N 0.7 较陡 1N 0.7 最陡 1N 0.7 0.1 0.175 0.24 0.14 0.28 0.21 71.4% 83.3% 85.7% 3、测量斜面的机械效率记录表 0.24 0.4 0.1 0.2 0.175 0.3 结论：对光滑程度相同的斜面，斜面的倾斜程度越大，斜面的机械效率越高。 η= W有 W总 = Gh FS 4、斜面的机械效率 1563886449 日常生活中有很多事物应用斜面的原理而达到省力的目的，如楼梯、蜿蜒而上的山路等 1563886449 螺旋是也是斜面的一种应用 15 1563886449 用滑轮组在竖直方向提升重物 用滑轮组在水平方向拉物体 斜面上推或拉物体 示例图 W有用 W额外 W总 η的表达式 课堂小结： 几种机械的有用功、额外功、总功及机械效率的特殊公式比较 F2 A F L h G F G物h fS物 G物h G动h+Wf Wf绳 fL F.nh F.ns物 FL η = G物 nF η = f nF η =G物h FL 1563886449 1．用滑轮组提升重物,可以提高滑轮组机械效率的方法是( ).    A. 改变绕绳方法    B. 增加重物提升高度    C. 减少重物提升高度    D. 增加物重 D 1563886449 2.在荆州火车站附近的荆州中学新校区的建设工地上，工人把重1 200牛的物体沿着长L＝5米、高h＝1米的斜面从底部匀速拉上斜面的顶端，沿斜面所用的拉力为300牛(不计空气阻力)。求： （1）将物体从斜面底部匀速拉到斜面顶端的过程中，拉力做了多少功？ （2）工人使用斜面做功的机械效率是多少？ （3）物体和斜面之间的摩擦力是多大？ （1）知道沿斜面的拉力是300牛，斜面长度是5米，故W总＝Fs＝F·L＝300牛×5米＝1 500焦 （2）此时W有用＝Gh＝1 200牛×1米＝1 200焦 η＝80% （3）W额外＝W总－W有用＝1 500焦－1 200焦＝300焦 根据W额外＝fL，得f＝60牛 1563886449 3.工人用如图甲所示的滑轮组利用箱子运送建材上楼.每改运送量不定，滑轮组的机械效率随建材重量变化的图像如同乙所示，滑轮和钢绳的摩擦力及绳重忽略不计，g取10N／kg （1）若某次运送建材的质量为40 kg.求此时的拉力是多少？ （2）若工人在1min内将建材匀速竖直向上提升了12 m，作用在钢绳上的托力为200 N，拉力做功的功率是多大？ （3）当滑轮组的机械效率为60％时，运送建材的重力是多大？ （1）建材的重力G=mg=40kg×10N/kg=400N；F=400N； （2）拉力移动的距离：s=nh=2×12m=24m；拉力做的功W=Fs=200N×24m=4800J； （3）当建材质量为40kg时，G'=600N。 1563886449 $$