12.4 机械效率 教学课件-2024-2025学年人教版（2024）八年级物理下册

该初中物理课件聚焦“机械效率”核心内容，涵盖有用功、额外功、总功的概念及关系，功的原理，机械效率公式与计算，影响因素等知识点。通过“玉兔号月球车”实例导入，结合“使用机械是否省功”探究实验，小组合作设计方案，衔接杠杆、滑轮知识，搭建从“功”到“机械效率”的学习支架。 其亮点在于以科学探究为核心，通过测量滑轮组机械效率实验（含多组数据对比、结论分析）和斜面效率探究，培养学生设计实验、处理信息的科学探究能力。结合辘轳提水、起重机实例，引导学生运用科学思维分析机械效率影响因素，渗透能量观念（物理观念），并联系科技进步强调提高效率的意义，落实科学态度与责任。资料含实验指导、反馈练习及分层作业，教师易用，学生能通过实践提升解决实际问题能力。

整 第四节 机械效率 人教版八年级下册(2024) 玉兔号月球车 第十二章 简单机械 学习目标 1.能够区分有用功、额外功和总功的概念,理解它们在实际机械工作过程中的相互关系。知道功的原理。 2.能够运用机械效率公式进行相关的计算。 3.通过实验探究和小组讨论,对使用简单机械是否省功进行质疑和研究;能通过设计实验方案,测量和计算特定机械装置的机械效率,分析影响机械效率的各种因素。 4.通过实例分析,提高应用机械效率知识解决实际问题的能力,能从能量转化和转移的角度认识效率。 5.了解提高机械效率的意义和途径,体会科技进步对人类和社会发展的推动作用。 整 【探究】使用机械是否省功? 1.如图所示,用弹簧测力计将2个钩码缓慢地提升0.1m,计算拉力所做的功。 2.用弹簧测力计并借助简单机械将同样的钩码缓慢地提升相同的高度,计算弹簧测力计的拉力所做的功。 有用功和额外功 分1 要求: 小组合作设计方案 将实验数据记录在表格中 F 不使用机械 使用机械 拉力F1/N 钩码提升高度s1/m 拉力做功W1/J 机械名称 拉力F2/N 拉力移动的距离s2/m 拉力做功W2/J 功的原理:使用任何机械都不省功 【问题1】使用机械费功的原因可能是什么? 要克服摩擦和机械自重做功。 额外功 分1 一 有用功和额外功 F 【问题2】使用机械过程中如何减小额外功? 一 有用功和额外功 1.额外功:使用机械过程中克服摩擦和机械自重等所做的功。 2.减小摩擦的方法:减小压力、减小接触面粗糙程度、分离接触面、变滑动为滚动 友情提示 减小机械自重,比如使用密度较小的新型材料; 减小机械间的摩擦,比如经常检修保养机械、上润滑油等 分1 1.额外功(W额外):使用机械时,并非需要但又不得不做的功。 2.有用功(W有用):为达到工作目的对物体必须做的功。 3.总功(W总):有用功和额外功之和。 W总 = W有用 + W额外 分1 一 有用功和额外功 如图所示是在生产力比较低下的时期,人们从水井中获取生活用水时使用的辘轳和水桶。 当使用辘轳和水桶从井中提水时,对水做的功 ,对水桶做的功是 ,手的动力所做的功是 。(均填“总功”“有用功”或“额外功”)。 实例分析1 额外功 有用功 总功 一 有用功和额外功 分1 工作目的 组内交流,说一说你们组使用机械提升钩码的实验中有用功、额外功、总功 分1 一 有用功和额外功 反馈练习1 F 单位 3 物理学中,将有用功跟总功的比值叫做机械效率。 机械效率没有单位,通常用百分数表示。由于额外功不可避免,所以有用功总是小于总功,所以机械效率总小于1。 机械效率 总功( J ) 定义式 2 物理意义 4 机械效率的定义 1 在使用机械工作的时候,有用功在总功中所占份额越多越好。机械效率的高低,反应机械的性能高低。 有用功 ( J ) 二 机械效率 分2-1 二 机械效率 起重机把质量为0.5t的重物匀速提升了3m,而它的电动机所做的功是3.4 104J,起重机的机械效率是多少? 实例分析2 解:G=mg=0.5 103 10=5 103(N) W有用=Gh=5 103 3=1.5 104(J) =W有用 /W总 =1.5 104 /(3.4 104)=44% 分2-1 结合小组实验,算一下提升钩码的过程中,简单机械的机械效率。 分2-1 二 机械效率 反馈练习2 F 分2-2 二 机械效率 【问题3】如何测量机械效率? F 分2-2 二 机械效率 F 、 铁架台、滑轮、细线、钩码 物体重力G 物体上升距离h 绳自由端移动距离s 【实验】测量滑轮组的机械效率 绳端的拉力F _、_ 弹簧测力计 刻度尺 实验原理 1 实验器材 3 需要直接测量的物理量 2 物重G/N 重物上升高度h/m 有用功 W有用/J 动力F/N 弹簧测力计移动距离s/m 总功 W总/J 机械效率 /% 数据表格 4 分2-2 二 机械效率 【实验】测量滑轮组的机械效率 实验次数 动滑轮重G动/N 物重G/N 重物上升高度h/m 有用功 W有用/J 动力F/N 弹簧测力计移动距离s/m 总功 W总/J 机械效率 /% 1 0.5 1 0.1 0.1 0.6 0.3 0.18 55.6 2 0.5 2 0.1 0.2 1.0 0.3 0.3 66.7 3 0.5 4 0.1 0.4 1.8 0.3 0.54 74.1 4 1 4 0.1 0.4 2.2 0.3 0.66 60.6 根据表中第1、2、3组数据可知,同一滑轮组的机械效率与_有关; 比较3、4组数据发现:提升相同重物时,滑轮组的机械效率还与_有关。 物重 动滑轮重 实验数据分析 5 分2-2 二 机械效率 【实验】测量滑轮组的机械效率 1.同一滑轮组,提升的物体越重,机械效率就越高。 2.提升相同的重物,所用动滑轮越轻,机械效率就越高。 ①减小动滑轮的重力; ②增加提升物体的重力 提高滑轮组机械效率的方法: 实验结论分析 5 1.先推导公式,推到用能直接测量出的物理量表示。 2.根据公式,选择器材,进行测量、计算。 测量机械效率的方法提炼 6 分2-2 二 机械效率 反馈练习3 (1)分析表中实验1、2、3的数据可得出:斜面倾斜程度越小越_(选填“省”或“费”)力; (2)第4次实验,他们在斜面上铺上毛巾,保持斜面高度和长度与第3次实验相同,则斜面的机械效率_; (3)综合分析表中数据可得出:斜面的机械效率与_和_有关; 实验小组的同学们在做“探究斜面的机械效率影响因素”实验时,用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块,如图所示,收集了表中的实验数据。 实验次数 斜面长度s/m 斜面高度h/m 物块重力G/N 拉力F/N 机械效率 1 1 0.2 5 2.5 40.0% 2 1 0.4 5 3.4 58.8% 3 1 0.6 5 4.2 71.4% 4 1 0.6 5 5.0 省 60% 斜面倾斜程度 斜面粗糙程度 分2-3 二 机械效率 机械效率是衡量机械性能的重要指标。起重机的机械效率一般为40%~50%,抽水机的机械效率一般为60%~80%。 提高机械效率可以充分发挥机械设备的作用,对节能减排、提高经济效益有重要的意义。提高机械效率的主要办法是改进结构,使机械设备更合理、更轻巧。在使用中按照技术规程经常保养,使机械设备处于良好的状态,对于保持和提高机械效率也有重要作用。 自主阅读 课堂小结 合 你学到了什么? 效果检测 测 1.下列关于功、功率、机械效率的说法正确的是( ) A.额外功与总功之比越小,机械效率一定越大 B.机器的功率越大,机械效率一定越大 C.功率不同的机器,做的功一定不相等 D.物体做功越多,机械效率一定越大 2.某实验小组分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组(动滑轮的重不相同)匀速提起相同的重物到相同的高度,所用拉力F1和F2相等。 不计绳重及摩擦,下列说法正确的是( ) A.乙图更省力,机械效率甲图大 B.甲图更省力,机械效率乙图大 C.甲、乙两图省力程度相同,所用的拉力、做功相等 D.甲、乙两图省力程度相同,机械效率甲图大 A D 效果检测 3.如图所示,滑轮规格相同、重均为60N.工人用150N的水平拉力匀速向右拉动绳端,在20S内矿井里的物体提升8m. 不计绳重及轮轴间摩擦,物体重为 N,工人拉动绳子做功的功率为 。此过程中,滑轮组的机械效率为 %. 240 120W 80 4.在施工现场,一台起重机在将重3600N的材料匀速提升4m,起重机的有用功是多少?此过程如果额外功是9600J,那么,机械效率是多少? 解:W有用=Gh=3600 4=1.44 104(J) W总=W有用+W额=1.44 104+9600=2.4 104(J) =W有用 / = 1.44 104/(2.4 104)=60% 测 布置作业 基础性作业 1 拓展性作业 2 查阅资料,了解人类使用机械的历史,写一份调查报告或制作一期壁报,并与同学交流。 完成课本121页“练习与应用”1-5题 实践性作业 3 小组合作,借助身边物品及实验室器材,验证鞋面机械效率的影响因素。 谢谢观看 THANKS Lavf58.20.100 $$