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

11.3 机械效率 沪粤版·初中物理·九年级上册 第1课时 机械效率 温故知新 什么是功？ 作用在物体上的力，使物体在力的方向上通过一段距离，就说这个力对物体做了机械功，简称做了功。 功的两要素是什么？ 功的两个必要因素：作用在物体上的力，物体在力的方向上通过一段距离 使用任何机械都不省功 课程讲授 有用功与额外功 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。 课程讲授 1.有用功、额外功、总功的定义 有用功：我们需要的、有价值的功，记作W有用。（有利用价值） 额外功：利用机械做功时，克服机械部件自身的重力和摩擦力等做一定量的功，记作W额外 （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，记作W总（有用功和额外功的总和） 有用功与额外功 课程讲授 2.有用功、额外功、总功的关系 总功等于有用功和额外功之和， 即W总=W有用+W额外 由于存在额外功，即W额外＞0，所以总功必定大于有用功，即 W总＞ W有用 有用功与额外功 课程讲授 分析下列事例中的有用功、额外功、总功。不考虑绳重和摩擦 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 G水h+ G桶h G水h 背书 捞桶 提水 G书h G桶h G桶h G水h G书包h+G人h G水h+ G桶h G书包h+ G书h+G人h 有用功要具体问题具体分析，由 做功目的 决定。 有用功与额外功 课程讲授 机械效率 我们总希望，有用功占总功中的份额越大越好 定义：有用功W有用与总功W总之比，叫做机械效率 表达式： η= ——×100％ W有 W总 机械效率是一个比值，没有单位，通常用百分数表示 课程讲授 机械效率是表征机械性能的重要指标. 那么机械效率高或低的意义是什么? 有用功占总功的比例高或低 任何机械的机械效率总小于1。 即η<1 机械效率 课程讲授 忽略我的重力和摩擦，我的机械效率是等于1；其它任何情况，我的机械效率都小于1。 Ｗ额外＞０，Ｗ总＞Ｗ有用　　所以η＜１ Ｗ额外＝０，Ｗ总＝Ｗ有用　　所以η＝１ （理想状态） 机械效率 课程讲授 习题练习 1、一物体质量为18kg，其所受重力为 _______ N，如图所示，小明用定滑轮将该物体在4s内匀速提高2m。所用拉力为200N，此过程中，小明做的有用功是________ J，定滑轮的机械效率是 ________。(取g＝10N/kg) 180 90％ 360 2. 用如图所示滑轮组将重300N的物体匀速提升1m，拉力F大小为120N，有用功为 J，滑轮组的机械效率为 。 83.3% 300 习题练习 第2课时 测量滑轮组的机械效率 温故知新 1.有用功、额外功、总功的概念是什么？ 2.什么是机械效率，表达式是什么？ 3.机械效率能达到1吗？ 4.如何测量机械效率？ 课程讲授 测量滑轮组的机械效率 实验原理： 实验目的： 1．学习安装滑轮组． 2．学习测滑轮组的机械效率． 3．学习计算滑轮组的机械效率． 课程讲授 测量滑轮组的机械效率 实验器材： 注意事项： 弹簧测力计、刻度尺、 铁架台、滑轮、细绳、钩码. 竖直向上，缓慢拉动测力计. 课程讲授 测量滑轮组的机械效率 实验步骤： 实验1 保持动滑轮重一定，改变钩码重力. 实验2 保持钩码重力一定，改变动滑轮重. 课程讲授 测量滑轮组的机械效率 F F F 1.动滑轮重一定时，物重越大，机械效率越高。 实验结论： 滑轮组的机械效率与提升重物的重力有关，不同的滑轮组机械效率不同。 2.物重一定时，动滑轮越重，机械效率越低。 课程讲授 测量滑轮组的机械效率 实验数据： 次数 物重G/N 拉力F/N 提升高度h/m 绳端移动的距离s/m 总功 W总/J 有用功 W有/J 机械效率η 1 2 3 课程讲授 测量滑轮组的机械效率 想一想 用同一滑轮组提升不同重物时的机械效率相同吗？ 答：不相同，滑轮组提升重物的质量越大，滑轮组的机械效率越大。 课程讲授 影响滑轮组机械效率的因素 1.摩擦（轮与轴及轮与绳之间）、绳重 （减小摩擦可以减少额外功，提高机械效率） 如：加强机械运动部位的润滑、采用轻质细绳 2.物重 （物重增加，机械效率提高） 3.动滑轮重 （动滑轮重减小，机械效率提高） 课程讲授 常见机械的机械效率 电梯的机械效率是50%~55% 汽油发动机的机械效率是22%~27% 柴油发动机的机械效率是28%~30% 课程讲授 习题练习 1. 如图甲所示，用弹簧秤将重为3.9 N的物块从斜面的底端匀速拉至顶端，则物块所受拉力为_________N，已知斜面的高为2 m，长为4 m，则拉力做功为__________J，斜面的机械效率为_______。若用图乙所示装置匀速提升该重物上升0.5 m，当其机械效率与斜面相同时，竖直向上的拉力为_______N，该过程所做的额外功为_______J。 2.6 10.4 75% 1.73 0.65 习题练习 2.如图所示，用甲、乙两种方式在相同时间内将同一物体匀速提升相同高度时，拉力做功的功率为P甲、P乙，机械效率分别为η甲、η乙（不计绳重与摩擦）。下列判断正确的是 （ ） A. P甲=P乙 η甲=η乙 B. P甲<P乙 η甲>η乙 C. P甲<P乙 η甲<η乙 D. P甲>P乙 η甲>η乙 B 习题练习 3. 如图所示，工人利用动滑轮匀速提升重物，已知物重400N，施加在绳端竖直向上的拉力F为250N，在100s内将物体提升10m，不计绳重与摩擦，此过程中动滑轮的机械效率为 ，绳端拉力做功的功率为 W。 80% 50 习题练习 4. 建筑工地上，工人用如图所示的装置将重为300N的建材从地面匀速运送到离地面8m的高处，所用时间为40s。已知动滑轮重为40N，不计滑轮组的绳重和摩擦，下列说法正确的是（　　） A．工人做的总功为2400J B．工人拉力的功率为60W C．此过程中该装置的机械效率约为88% D．可以通过增加动滑轮个数的方法提高该装置的机械效率 C $