11.5 机械效率 课件-2025-2026学年苏科版九年级上册物理

实验器材，铁架台、滑轮。小钩码大钩码。弹簧测力计细心。用弹簧测力计分别测出小钩码、大钩码的重力，记下读数。按要求组装好滑轮组。先测量提升小钩码时滑轮组的机械效率，观察小钩、马和绳自由端的初始位置，用弹簧测力计沿竖直方向匀速提升小钩码，读出此时弹簧测力计的示数。停下后再次观察小钩马和神的自由端的位置，将所测数据填入表格中，把小钩码换成大钩码，重复上述操作，分析处理实验数据，归纳结论。 11.5 机械效率 苏科版九年级上册 导入新课 提升物块0.2 m手的拉力所做的功和克服物块重力所做的功相同吗? 不相同，由于滑轮轴间存在摩擦阻力， 因此在提升物块时还需要克服摩擦阻力做功；动滑轮工作时，还需要克服动滑轮的重力做功,因此手的拉力所做的功大于克服物块重力所做的功。可见机械存在着效率问题，这节课，我们就来学习机械效率。 新知讲解 21cnjy.com 21cnjy.com 21cnjy.com 新课讲解 1、有用功、额外功、总功 （1）有用功：对完成工作目标有用的功W有用. 如图：将物块提升到一定的高度是我们的目的。 一、机械的三种功 我们把克服物块重力所做的功叫做有用功。 (2)额外功 新知讲解 对完成工作目标不需要又不得不做的功W额外。 克服滑轮与绳子之间的摩擦阻力做的功以及克服动滑轮的重力做功都属于额外功。 新知讲解 （3）总功 人们把使用简单机械时动力所做的功叫做总功. 如图手的拉力所做的功就是总功。 它等于有用功与额外功之和，用符号表示： W总 =W有用 +W额外 学以致用 1、如图在拉力作用下使物体A在粗糙水平面上匀速运动。请判断所做的功哪部分是有用功? 哪部分是额外功?哪部分是总功？ F摩擦力 A （1）有用功：克服支持面与物体间的F摩擦力做的功是有用功（因为目的是要拉动物体，所以必须克服物体与支持面间的摩擦力）。 （2）而克服绳与滑轮间的摩擦力做的功是额外功。 （3）动力F（即拉力）做的功是总功。 学以致用 参考答案 W有用=Gh 2、木块沿着粗糙斜面匀速上升请用图中已知量表示出有用功和总功。 学以致用 F 0 1 2 h s G W总=Fs 二、机械效率 新知讲解 使用简单机械做功，总功大于有用功。有用功与总功的比值越大， 说明机械的效率越高. 1、定义：我们把有用功和总功的比值叫做机械效率。 2、机械效率用字母 η表示机械效率，则计算公式可以表示为： η= W有 W总 ×100% 3、关于机械效率η的几点说明： (1)、η常用百分数表示； (2)、η总是小于100%；(3)、η没有单位 有用功总小于总功，所以机械效率总小于100% 即：η<1 思考讨论:机械效率会大于100%吗？为什么？ 新知讲解 1、通常起重机的机械效率是 40％～50％，滑轮组的机械效率是 50％～70％，它表示什么意思？ 学以致用 使用起重机和滑轮组提升重物时所做的有用功跟总功的比值是分别是40％～50％和50％～70％，也可以说起重机和滑轮组有用功在总功中占有40％～50％和50％～70％，另外的是额外功． 2、起重机将0.9 t的货物匀速提升10 m的过程中所做的额外功是6×104 J。该过程中起重机对货物做的功是(　 )J,起重机机械效率是(　　　　)。(g取10 N/kg) 60% 9×104 学以致用 三、实验：测滑轮组的机械效率 新知讲解 F G1 探究同一滑轮组提升不同重物时，滑轮的机械效率是否相同。 F G2 1、实验目的： 2、实验原理: η= W有 W总 ×100% 新知讲解 4、实验步骤： （1）、把滑轮组安装好，测出物体G1重力的值，并记录表中。 刻度尺、钩码、弹簧秤、滑轮组两个、铁架台、长约2m的细绳。 3、实验器材： (2)记下G1和绳子自由端的初始位置，匀速拉动弹簧秤使G1升高到某一位置处，记下G1及绳子自由端的末位置，计算G1和绳子自由端的上升距离并同时从弹簧测力计上读出拉力F的数值填入表格 (3) 分别算出有用功和总功、机械效率。记录结果。 (4) 再换成比较重的G2重复上面的实验记录结果。 新知讲解 新知讲解 5、测滑轮组的机械效率视频 新知讲解 6、做好记录计算出总功、有用功、和机械效率。 拉力F/N 弹簧测力计上升的距离s/m 总功W总/J 钩码G1、G2重G/N 钩码上升高度h/m 有用功W有/J 机械效率η 0.6 0.3 1.0 0.1 0.8 0.45 2.0 0.15 0.18 0.36 0.1 0.3 55.6% 83.3% 实验结论：同一滑轮提升重物时，重物越重，滑轮的机械效率就越高。 新知讲解 思考讨论：如何提高滑轮组机械效率？ 提高滑轮组机械效率的方法： 1，有用功一定，减少额外功：减少动滑轮重力；减少绳的重力减小摩擦； 2，额外功一定，增加有用功，增加物重。 1、实验目的：探究斜面的机械效率与哪些因素有关。 新知讲解 四、斜面的机械效率 F 0 1 2 h s (1)测量小木块的重量，记录数据； 斜面、小木块、棉布、毛巾、弹簧测力计、刻度尺、铁架台 2、实验器材： 3、实验步骤： 新知讲解 (2)把小木块用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉；分别记录拉力F、木块沿斜面移动的距离S、木块上升的高度h。 新知讲解 (3)改变斜面的倾斜程度，重复步骤(2)记录拉力F、木块沿斜面移动的距离S、木块上升的高度h。 (4)改变斜面的粗糙程度铺上棉布、毛巾，重复步骤(2),记录拉力F、木块沿斜面移动的距离S、木块上升的高度h。 (5)计算出有用功、总功、机械效率总结出斜面的 机械效率与哪些因素有关。 新知讲解 4、斜面的机械效率视频 斜面倾斜程度 斜面材料 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 木板 0.1 0.2 0.7 较陡 木板 0.175 0.3 0.7 很陡 木板 0.24 0.4 0.7 棉布 0.24 0.5 0.7 毛巾 0.24 0.6 0.7 0.1 0.175 0.24 0.24 0.14 0.28 0.21 0.35 0.42 71.4% 83.3% 85.7% 68.6% 57.1% 0.24 5、把测量的数据记录表中,已知木块重量1N 实验结论 在其他条件一定时，斜面的倾斜程度越大，机械效率越高，斜面表面粗糙程度越大，机械效率越低；机械效率与物体重量无关，物体斜面之间接触面大小无关。 η= W有 W总 = Gh FS 斜面机械效率: 新知讲解 学以致用 如图所示，斜面高为1m，长为3m，工人用 400N沿斜面方向的力将重为840N的箱子拉到汽车上，在这过程中拉力做了______J的功，机械效率为______。要提高该斜面的机械效率，应该__________________。（写出一条措施） 1200 70% 减小斜面的粗糙度 F 1m 3m F 例题：通过一动滑轮用60 牛的拉力提起重为100牛的重物，使重物提高2米。（不考虑绳重及摩擦） (1)动滑轮的重力为多少? (2)拉力做多少功？ (3)有用功为多少？机械效率? 典例精析 (3)W有用=Gh=100N×2m=200J W总=FS=60N×4m=240J (2)S=2h=2×2m=4m 解:(1).根据 F=×（ G物 +G动 ）得: G动=2F－G物＝120N－100N＝20N 典例精析 η= W总 W有 ×100% = 200Ｊ 240Ｊ ×100% ≈83.3% 巩固提升 1、_____跟总功的比值叫机械效率.机械效率总______1;(填“大于”或“小于”)若一机械的机械效率为80%,表示的物理含义为:________________________________. 有用 小于 该机器做的有用功占总功的80%. 2、影响斜面机械效率的因素是_____________和______________.影响滑轮组机械效率的因素是________和_______________________. 倾斜程度 粗糙程度 物重 动滑轮重、绳重和摩擦. 巩固提升 3、关于实际使用机械时的机械效率,下列说法正确的是( ) A.机械效率可以提高到100% B.机械效率总小于1 C.功率大的机械,机械效率高 D.机械效率越高,有用功越多 B 巩固提升 4、关于机械效率,下列说法正确的是( ) A.机械效率越高,所做的有用功越多 B.总功少的机械,机械效率高 C.额外功少的机械,机械效率高 D.总功一定时,有用功多的机械效率高 D 巩固提升 5、什么是机械效率?机械效率的大小可能大于1吗?为什么? 机械效率是指有用功占总功的百分比.只要有使用机械,机械本身就必然有摩擦等要消耗一部分功,也就是说额外功是不可避免的,故有用功总有于总功,机械效率不可能大于1. 课堂小结 本课小结 1、有用功:对人们有用的功. 3、总 功:有用功与额外功的总和. 2、额外功:对人们没有利用价值而又不得不做的功. 4、机械效率：有用功跟总功的比值. 5、测滑轮组的机械效率 6、斜面的机械效率 Lavf58.46.101 Lavf58.46.101 $测量斜面的机械效率开始实验。实验器材，鞋面小木块、棉布、毛巾、弹簧测力计、铁架台、刻度尺，保持斜面粗糙程度不变，改变斜面的倾斜程度。测量斜面的机械效率，测量小木块的重力。实验中小木块的重力为一牛，实验中斜面的长度为0.7米，测量此时斜面的高度。此时斜面的高度为0.1厘米，记录实验数据，用弹簧测力计拉动木块，让木块在斜面上做匀速直线运动，读出弹簧测力计的示数。此时，弹簧测力计的示数为0.2牛。改变斜面高度，测量斜面高度。此时水面高度为0.175米。保持斜面长度不变，用弹簧测力计拉动木块在斜面上做匀速直线运动，读出弹簧测力计的示数。此时，弹簧测力计的示数为0.3牛。再次，改变斜面高度，测量斜面高度。此时截面高度为0.24米。保持木块重力和斜面长度不变，用弹簧测力计拉动木块在斜面上做匀速直线运动，读出测力计的次数。此时弹簧测力计的示数为0.4牛。根据表格当中的数据分别算出有用功、总功和机械效率。控制斜面的倾斜程度不变，改变斜面粗糙程度，测量机械效率。把棉布平铺在鞋面上。控制木块重力不变，斜面长度不变，用弹簧测力计拉动木块做匀速直线运动，读出弹簧测力计的示数。此时弹簧测力计的示数为0.5牛，控制木块重力和斜面长度不变。把棉布换成毛巾，让木块在毛巾面上做匀速直线运动，读出弹簧测力计的示数。此时，弹簧测力计的示数为0.6牛，根据表格当中的数据，分别算出有用功、总功和机械效率。