12.4 机械效率 ----2024-2025学年人教版物理八年级下学期

第十二章　简单机械 第4节　机械效率 想一想 有哪些办法可以将建筑工地上的沙子运上三楼？ ➍ ②对_____做功 ③对_______做功 ①对_____做功 ➌ ③对_______做功 ①对_____做功 ②对___做功 ➋ ①对_____做功 ②对___做功 ➊ ①对_____做功 ②对___做功 ③克服_____做功 有用功（W有） 额外功（W额） 砂子 砂子 砂子 砂子 桶 桶 桶 口袋 自重 动滑轮 动滑轮 想一想 提升物体的过程中人对哪些物体做了功？ 名称 定义 举例 表达式 有 用 功 额 外 功 总 功 讲授新课 有用功与额外功 一 1. 有用功、额外功、总功的定义： 如提重物时克服物体重力所做的功 在完成任务时，必须做的，是我们需要的功。 指完成任务时，不需要但不得不做的功。 动力所做的功，即有用功与额外功的总和 克服机械自身重力及摩擦等所做的功 过渡语：在使用任何机械工作时，都存在有用功，额外功和总功…… 有用功在总功中所占比例越多越好。它反映了机械的一种性能，为了描述机械的这种性能，我们引入了一个概率“机械效率”。 讲授新课 机械效率 二 η是一个希腊字母，中文 读音为艾塔或者伊塔。 1．定义：有用功跟总功的比值，符号:“___”。 η 2．公式：____________ 在滑轮组中： 3．机械效率的表达：用_____数表示，总_____1，_____单位。 （不计绳重及摩擦） 推导式 百分 小于 没有 讲授新课 机械效率 二 4．测量滑轮组的机械效率： ⑴ 实验原理：_______________ ⑵ 实验器材： 铁架台、滑轮、 细线、钩码、________、 ____________ 弹簧测力计 刻度尺 ⑶ 进行实验： F ⑷ 实验总结： ② 物重一定，动滑轮的重力越___，机械效率越___； ① 同一组装置,物体的重力越___，机械效率越___。 大 低 大 高 讲授新课 机械效率 二 抽水机 机械效率__________ 5．生活中的机械效率： 起重机 机械效率一般为__________ 40%-50% 60%-80% 课堂小结 起重机 测量滑轮组机械效率 典例解析 例 1 解:(1)W有= 绳子自由端移动距离S S= (3)W额= (2)由公式 得动滑轮重： 或W额= 用滑轮组提起重为900N的物体，绳子自由端的拉力为400N，重物匀速上升了10m，(忽略绳重及摩擦)求： （1）提起物体所做的有用功和总功？ （2）动滑轮的重力？ （3）提起物体所做的额外功？ Gh=900N×10m=9000J 3h=3×10m=30m FS=400N×30m=12000J W总-W有=12000J-9000J=3000J G动h=300N×10m=3000J W总= W有 W额 W总 η 图中工人用甲、乙、丙三种方法把重100N的沙子运上6m高的三楼，根据提供的数据算出有用功为______;总功分别为甲______、乙______、丙______，其中所做的额外功最多的是______方法(工人重力600N，动滑轮重10N，桶重20N，口袋重5N)。 典例解析 例 2 机械效率最高的是______方法。 甲 乙 丙 600J 3720J 4320J 600J 180J 780J 600J 90J 690J 13.9% 76.9% 87% 过渡语：在使用任何机械工作时，都存在有用功，额外功和总功…… 有用功在总功中所占比例越多越好。它反映了机械的一种性能，为了描述机械的这种性能，我们引入了一个概率“机械效率”。 典例解析 如图所示，是一辆汽车通过滑轮组将深井中的物体拉至井口的装置图。已知井深12m，物体重6000 N，汽车匀速拉绳子时速度为3m/s,拉力为2.2×10³N,受到地面的阻力为 将物体从井底拉至井口的过程中： (1)绳子自由端移动的距离是多少? (2)滑轮组的机械效率是多少?(结果保留1位小数) (3)汽车牵引力的功率是多少? 例 3 典例解析 如图所示，一卡车车厢底板距地面1.5m高，小明把一块4m长的钢板AB 搭在车厢底板上，构成一个斜面。他通过这个斜面，用力 F 把一个大木箱由B 处匀速推到A 处，用时25s，已知木箱重为1000N，斜面的机械效率为75%,问: (1)小明推木箱的力 F 是多少? (2)推力的功率是多少? (3)木箱在斜面上运动时所受的摩擦力是多少? 例 4 (1)第1次数据是图 (选填“甲”或“乙”)所示的滑轮组测得的。 (2)采用图甲所示装置实验时，应用手竖直向上 拉动弹簧测力计，使挂在动滑轮下的物体缓慢上升。 (3)比较1、2、3次实验数据可判定，在装置相同的情况下，物体越重，滑轮组的机械效率越 . (4)第4次实验中的机械效率约为 。 (5)采用图甲所示装置进行实验时，若弹簧测力计没有竖直向上拉，则测得的机械效率将 (选填“偏大”“偏小”或“不变”)。 典例解析 在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，某组同学用同样的滑轮安装了如图甲、乙所示的滑轮组，实验测得的数据如表所示。 例 5 随堂练习 工人利用如图所示装置提升物料，该装置中的滑轮为 滑轮。已知滑轮重80N，货篮重120N，不计绳重及摩擦。工人用该装置匀速提升空货篮时的拉力为 N。若绳子能承受的最大拉力为520N,每根钢条重100 N,则该装置匀速提升钢条时，所能达到的最大机械效率为 。 如图所示是小陌帮爸爸设计的用滑轮组拉动货箱的装置。在50N的拉力作用下，货箱以0.1m/s的速度做匀速直线运动，地面对货箱的滑动摩擦力f为货箱重的0.2倍。(g取10N/ kg) (1)若货箱运动2min，求拉力做的功； (2)若此滑轮组的机械效率为80%，求货箱的质量。 变式训练 2 变式训练 1 随堂练习 如图所示，将重100 N的物体匀速从斜面的底端拉到顶端。已知斜面的长是5m,高是2m,拉力F=50N,则该装置的机械效率为 ( ) 变式训练 3 A.40% B.50% C.80% D.100% Lavf53.24.0 Lavf57.62.100 HandBrake 1.9.2 2025022300 $$