11.3 机械效率课件 2025-2026学年 沪粤版（2024）九年级物理上册

该初中物理课件聚焦“机械效率”核心知识点，涵盖有用功、额外功、总功的定义及关系，机械效率的概念与计算，通过“运沙子上三楼”的生活问题导入，引导学生分析不同做功对象，搭建从生活实例到物理概念的学习支架，衔接功的基础知识。 其亮点在于融合科学探究与科学思维，通过“测滑轮组机械效率”实验（含步骤、数据记录、原理）培养探究能力，结合滑轮组、斜面、杠杆实例，用对比表格（机械效率与功率）和强化训练（如水平滑轮组计算）深化理解，帮助学生形成能量观念，教师可利用结构化内容提升教学效率，学生通过实例与实验增强应用能力。

第十一章 机械功与机械能 九年级物理沪粤版·上册 11.3　机械效率 学习目标 。 3分钟时间预习课本P11-P13，完成下列问题： 1.什么是总功、有用功、额外功？有什么关系 2.机械效率怎样表示？怎样计算？ 3.滑轮组的机械效率可能与哪些因素有关？怎样证明？ 4.除滑轮组外还有哪些机械？它们的机械效率怎样计算？ 新课引入 想一想： 有哪些办法可以将沙子运上三楼？ 思考： 提升物体的过程中动力（人）对哪些物体做了功？ ① 3克服自重做功 1对砂子做功 2对桶做功 ② 1对砂子做功 2对桶做功 ③ 1对砂子做功 2对桶做功 3对动滑轮做功 ④ 1对砂子做功 2对口袋做功 3对动滑轮做功 问题1：哪些功起到了积极作用，即达到了我们做功的目的？ 对重物（沙子）做的功。 有用功W有： 满足我们做功的目的，对我们有价值的功。 对人、桶、动滑轮、布袋做的功；克服机转动时摩擦力做的功。 额外功W额： 对我们无利用价值而又不得不做的功。 问题2：哪些功对我们没有价值，但又不得不做的功？ 1.有用功、额外功、总功的定义 2.有用功、额外功、总功的关系 有用功：对我们有用的，是我们需要做的功。（有利用价值） 额外功：利用机械做功时，克服机械自身重力以及摩擦力等所做的功。 （既没有利用价值而又不得不做的功） 总功：动力对机械所做的功（有用功和额外功的总和） 新知讲解 新知讲解 分析有用功、额外功和总功 克服重物重力所做的功为有用功。 克服动滑轮和绳子重力所做的功，还有克服摩擦力所做的功为额外功。 克服抓斗和机臂重力所做的功，还有克服摩擦力所做的功为额外功。 克服泥土重力所做的功为有用功。 强化训练 提水 事例 目的 有用功 额外功 总功 1.用桶从井中提水 2.水桶掉进井里要把桶捞起来 3.用书包把书背上楼 分析下列事例中的有用功、额外功、总功。不考虑绳重和摩擦。 捞桶 背书 G水h G桶h G书h G桶h G水h (G包+G人)h = W总 + = W总 + = W总 + 算一算：算出有用功,额外功 总功分别是多少？ 砂子重100N 桶重20N 人重400N 地面到三楼高6 m 对砂做功 对桶做功 克服自重做功 总功 600J 120J 2400J =2520J 3120J 有用功: 额外功: W有=G沙h=100N×6m=600J W额1=G桶h=20N×6m=120J W额2=G人h=400N×6m=2400J + W总=W有+W额=600J+2520J=3120J 砂子重100N 桶重20N 地面到三楼高6 m 对砂做功 对桶做功 总功 600J 120J 720J 有用功: 额外功: W有=G沙h=100N×6m=600J W额1=G桶h=20N×6m=120J W总=W有+W额=600J+120J=720J 砂子重100N 桶重20N 动滑轮重10N 地面到三楼高6 m 对砂做功 对桶做功 对动滑轮做功 总功 600J 120J 60J =180J 780J 有用功: 额外功: W有=G沙h=100N×6m=600J W额1=G桶h=20N×6m=120J W额2=G动h=10N×6m=60J + W总=W有+W额=600J+180J=780J 想一想：你希望额外功多些还是少些呢？用哪种方法好？ 600J 有用功: 额外功: 120J 2400J =2520J + 有用功: 额外功: 有用功: 额外功: 有用功: 额外功: 600J 120J 600J 120J 60J =180J + 600J 60J 30J =90J + 新知讲解 二、什么叫机械效率？ 1.意义： 表示机械做功时，有用功在总功中所占的比例，是表征机械性能的重要指标 2.定义： 有用功跟总功的比值 3.计算公式： 4.单位： 机械效率是一个没有单位的物理量 对机械效率概念的理解 （1）机械效率是表示机械做功性能的一个重要指标。 （2）机械效率常用百分数表示，是一个没有单位的物理量。 （3）进行有关机械效率的计算时，要分清有用功、额外功和总功 （5）进行有关机械效率的计算时，常用的公式： （4）机械效率总小于1 讨论：为什么 η<1？ Ｗ额＞０，Ｗ总＞Ｗ有　　所以η＜１ 归纳总结 机械效率 功率 相同点 两者都是表示机械做功性能的重要指标。 不同点 机械效率是表示机械做功时，有用功在总功中所占的比例。 功率表示的是机械做功的快慢。 两者之间没有必然的联系！ 讨论：机械效率、功率的区别和联系 滑轮组的机械效率（正吊） 提升G是目的，有利用价值，是有用功 W有=Gh 要实现目的，完成有用功,必须施加动力F对机械做功，是总功 W总=Fs 要提升G，同时必须将动滑轮也提升。你要克服本滑轮重力、绳重和摩擦而额外做功，否则你不能完成任务。该功无利用价值而又不得不做，是额外功。 W额=G动h（不计摩擦） 机械效率： s=nh h F s 若不计绳重和摩擦 新知讲解 例题：如图所示，用滑轮组把重为270N的货物匀速提到1m高的楼上，所用拉力100N，则有用功、总功和滑轮组的机械效率分别是多少？ 解： G物 F物 s h 6、如图所示，用甲、乙两个不同的滑轮把同一货物提到同一高度， 使用 滑轮能够省力,使用 滑轮机械效率较高。 乙 甲 强化训练 7、用相同的滑轮和绳子分别组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，把相同的物体提升相同的高度，在不计绳重及机械摩擦的情况下，甲所用的拉力 乙所用的拉力；甲滑轮组的效率 乙滑轮组的效率（填“大于”、“等于”或“小于”）。 大于 等于 新知讲解 三、测算滑轮组的机械效率 1.实验原理 2.实验器材 3.注意事项 弹簧测力计、刻度尺、 铁架台、滑轮、细线、钩码。 竖直向上，匀速拉动测力计。 新知讲解 动滑轮重一定，物重越大，机械效率越高； 物重一定，动滑轮越重，机械效率越低。 实验结论： 归纳 用滑轮组提升物体时，滑轮组的机械效率与物体的重、绳重及动滑轮的自重、机械间的摩擦等因素有关；而与滑轮组的绕法以及被提升的高度无关。 强化训练 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，该滑轮组的机械效率将_______（选填：“增大”、“减小”或“不变”） 匀速 2.4 24 83.3% 增大 拓展 如何提高机械效率？ 1. 改进机械的结构，使它更合理，更轻巧。 例如：动滑轮太重，使得滑轮组机械效率很低，换用较轻滑轮就可提高其机械效率。 2. 减小机械间的摩擦力。 例如：加强机械运动部位的润滑。 3. 增大物体的重量。 在额外功不变的情况下增大有用功。 归纳拓展 滑轮组的机械效率（横拉） 有用功——克服摩擦力做的功 W有=fs物 总功——系统动力做的功 W总=Fs自 机械效率 s自=ns物 f GA s物 F s自 物体所受重力与其运动方向垂直，不做功。 如图是搬运工人用滑轮组将仓库中的货物沿水平轨道拉出的示意图。已知货物的质量为600kg，所受轨道的摩擦力为其重力的0.1倍，滑轮组的机械效率为75％。若人以0.5m/s的速度匀速前行，经100s将货物拉出仓库，g取10N/kg,。求在此过程中： （1）人做的有用功为多大？ （2）人的拉力为多大？ （3）人拉力的功率为多大？ 强化训练 斜面的机械效率 θ F s G f F支 垂直无功 h G 有用功——克服物体重力做的功 W有=Gh 总功——系统动力做的功 W总=Fs 机械效率 斜面机械效率的影响因素： ①斜面倾角θ，θ越大，机械效率越高； ②斜面粗糙程度，斜面光滑越，机械效率越高。 额外功——克服摩擦力做的功能 W额=fs 现有重800N的木箱A，小李同学想把它搬到高为6m、长为10m的斜面上，如图所示，他站在斜面上，沿斜面向上用600N的拉力使木箱A以0.2m/s的速度匀速从斜面底端到达斜面顶端．求： （1）小李同学拉木箱的功率是多大？ （2）该斜面的机械效率是多少？ （3）木箱A在斜面上匀速运动时受到的摩擦力是多大？ 强化训练 杠杆的机械效率 G F G F h2 h1 有用功——克服物体重力做的功 W有=Gh2 总功——系统动力做的功 W总=Fh1 机械效率 杠杆的机械效率 小明用100N的力沿竖直方向将杠杆的一端拉下2m，杠杆的另一端将320N的重物提高了0.5m， (1)他做的有用功是多少？ (2)总功是多少？ (3)杠杆的机械效率是多少？ 思考：额外功是怎么产生的？ 如何提高机械效率 　1.有用功、额外功和总功 　2.机械效率的概念 　3.有关机械效率的计算 　4.测算滑轮组的机械效率 知识总结 巩固练习 1.如图所示，升旗过程中，克服旗的重力做的功是________，克服绳子重力做的功是________，拉力做的功是________。(均填“有用功”“额外功”或“总功”) 有用功 额外功 总功 巩固练习 2.(漳州中考)亮亮和体重较大的爸爸帮助邻居各扛一袋质量为5 kg的大米，从一楼爬到三楼，爸爸用时较短。则亮亮与爸爸所做的(　　) A.有用功相等 B.总功相等 C.总功率相等 D.有用功和总功的比值相等 A 巩固练习 3.甲乙两种机械的机械效率分别是80%和65%，则下列说法正确的是(　　) A.使用甲机械省力 B.使用甲机械做功快 C.在相同的时间内，使用甲机械完成的功多 D.乙机械的额外功在总功中占的比例大 D 巩固练习 4.测定滑轮组的机械效率，除了需要动滑轮、定滑轮、铁架台和钩码外，还需要 、 _____ 和 ; （1）测机械效率依据的公式是 __________ ; （2）填写实验记录表格中缺少的数据． （3）提升相同的砝码时，若增加动滑轮的个数，机械效率将 ．（选填“增大”，“不变”，“减小”） 细绳 弹簧测力计 刻度尺 0.84 1.2 70% 减小 巩固练习 5.一台起重机将重6000N的建筑材料提升10m高的楼房上，做的额外功是40000J，总功是多少？机械效率是多少？ 本课结束 本课结束 $