12.4 机械效率 课件-2025-2026学年人教版物理八年级下学期

该初中物理课件以“机械效率”为核心，从功和功率的复习切入，通过生活实例（成活率、准确率）类比效率概念，结合动滑轮、杠杆、斜面等机械实例，对比使用与不使用机械时的做功，构建总功、有用功、额外功的知识框架，帮助学生形成完整的能量观念与机械应用认知。 其亮点在于融合科学思维与科学探究，通过滑轮组机械效率实验（测重力、拉力、距离，分析物重和动滑轮重对效率的影响）培养模型建构与实验能力，结合起重机、斜面等实际问题训练科学推理，学生能深化概念理解与应用能力，教师可依托完整知识脉络、实验指导及多样计算题提升教学实效。

机械效率 W = F ∙ s 牛(N) 米(m) 焦(J) 1 J＝1 N·m 物体在1N的力的方向上移动1m的距离，力做的功是1J 功 = 力 × 作用距离 1、明确是哪个力？ 2、物体在这个力的方向上移动的距离。 将两个鸡蛋提高1 m 功率是功与时间的比值，描述力做功的快慢。 功(焦J) 时间(秒s) 功率(瓦W) 1W=1J/s 的意义： 1s内将两个鸡蛋提高1m 每秒内力做的功是1J 1、种了10棵树，活下来的有9棵，成活率是______ 90％ 2、小聪同学做了10道选择题，错了9道，准确率是____ 10％ 3、小明同学煎了10个蛋，3个炭化了，成功率是____ 70％ 功率是功与时间的比值，描述力做功的快慢。 效率：有效量在总量中的比例。 机械效率 费力机械省距离 省力机械费距离 使用机械时，省力费距离，或费力省距离，做功会变小吗？ W＝Fs W1＝ F1s1＝ W2＝ F2s2＝ =0.1m G物=2N h s2 h =0.2m F1 F2 不使用机械时的做功 使用动滑轮时的做功 G物h=2N×0.1m=0.2J = ？ 视频 为什么使用机械时做的功更多？ 总功：使用机械时，动力F做的功 有用功：不使用机械时对物体做的功 额外功：使用机械时，由于克服摩擦力、机械重力等而多做的功 W有＝G物h=2N×0.1m=0.2J W总＝Fs =1.2N×0.2m=0.24J W额 = W总 -W有 =0.24J-0.2J=0.04J h G物 W有＝ 总功：使用机械时，动力F做的功 有用功：不使用机械时对物体做的功 W总=Fs 额外功： 使用机械时，由于克服摩擦力、机械重力等而多做的功 G物h W总= W有+W额 机械效率是有用功与总功的比值。 表示使用机械做功的有效性。 𝜼=83.3％的意义：有用功在总功中所占的比例是83.3％ 不使用机械时做的功 使用机械时做的功 W有＝G物h（匀速提起物体时） W总=Fs s=nh 效率没有单位，写成百分数的形式 （F为动力，s为绳子末端移动的距离） 1、判断正误： （1）有用功越多，机械效率越高 （ ） （2）做功越慢，机械效率越低 （ ） （3）做相同的有用功，额外功越少，机械效率越高（ ） （4）做相同的总功时，有用功越多，机械效率越高（ ） √ √ × × 例题 G物=30N F=20N W总=Fs=20N×0.3m=6J W有= s h h 2、求机械效率？ G物=30N 不使用机械时的做功 G物h=30N×0.1m=3J 3．如图，忽略绳重和摩擦，用力F拉着10N的重物匀速上升，物体上升的高度是0.5m，动滑轮重力为2N，求： （1）拉力F； （2）绳子末端移动的距离； （3）有用功、总功、机械效率、额外功。 h=0.5m G物 不使用机械时的做功 = W总=Fs=6N×1m=6J （1） （2） （3） 忽略绳重和摩擦时， h=0.5m G物 不使用机械时的做功 W有=G物h=10N×0.5m=5J 10N 2N W额 = W总 -W有 = 6J-5J = 1J 4、竖直向下用20N的力F，把重30N的物体提升2m的高度，手移动的距离s=5m，求杠杆的机械效率。 = W总=Fs=20N×5m=100J W有= 20N 30N 2m 5m 不使用机械时的做功 G物h=30N×2m=60J 30N 2m 5、用10N的力F，沿斜面匀速拉动重30N的物体，物体提升高度为2m，斜面长度为8m，求斜面的机械效率。 = W总=Fs=10N×8m=80J G物h=30N×2m=60J G 10N 8m 2m 30N 不使用机械时的做功 30N 2m W有= 6、用10N的力F，水平匀速拉动的物体向左移动2m。物体重30N，受到的摩擦力是18N，求滑轮组的机械效率（忽略滑轮、绳子重力） W总=Fs=10N×6m=60J W有= s=n∙sA=3×2m=6m f 18N 不使用机械时的做功 f∙sA =18N×2m=36J 机械效率表示使用机械做功的有效性 W有＝G物h（匀速提起物体时） W总=Fs W有＝ f ∙ s物（匀速水平拉动时） W总= Fs 不使用机械时做的功 使用机械时做的功 s=nh s = n ∙ s物 𝜼=83.3％的意义：有用功在总功中所占的比例是83.3％ （F为动力，s为绳子末端移动的距离） 测量滑轮组的机械效率 G物 F W有＝G物h W总=Fs s h 1、用测力计测量物体重力G物。 2、组装滑轮组，测力计竖直匀速拉动，提起物体。 测出细线末端的拉力F。 3、用刻度尺测量物体提升的高度h和细线末端移动的距离s 1、用测力计测量物体重力G物。 2、组装滑轮组，测力计竖直匀速拉动，提起物体。 测出细线末端的拉力F。 3、用刻度尺测量物体提升的高度h和细线末端移动的距离s 改变物体重力G物 4、改变物体重力G物，提升相同高度。 5、计算每次实验的机械效率𝜂，归纳实验结论并分析原因。 次数 1 2 3 G物/N h/m F/N s/m W有/J W总/J η W有＝G物h W总=Fs 视频 1、用测力计测量物体重力G物。 2、组装滑轮组，测力计竖直匀速拉动，提起物体。 测出细线末端的拉力F。 3、用刻度尺测量物体提升的高度h和细线末端移动的距离s 4、改变物体重力G物，提升相同高度。 5、计算每次实验的机械效率𝜂，归纳实验结论并分析原因。 W有＝G物h W总=Fs 同一个滑轮组，当提起的物体越重， 机械效率越高。 6、更换一套动滑轮不同的滑轮组，重复实验。 改变动滑轮的重力G动 G物相同 视频 6、更换一套动滑轮不同的滑轮组，重复实验。 当物体重力相同时， 使用越轻的动滑轮，机械效率越高。 提高效率的方法： 减小W额 增大W有 1、同一个滑轮组，当提起的物体越重，机械效率越高。 2、当物体重力相同时，使用越轻的动滑轮，机械效率越高。 3、在滑轮的轴心滴加润滑油。 1.增大G物 2.减小G动 3.减小摩擦力 效率与功率 7、建筑工地常用起重机起吊建材。起重机吊臂上的滑轮组是由一个动滑轮和两个定滑轮组成，其结构简化图如图所示。钢丝绳拉力F由电动机提供，拉力F为2×103N。起重机在50s内将重为4.8×103N的建材匀速提起，绳索末端移动了30m。求： 对建材做的有用功是多少？ (2)滑轮组的机械效率？ (3)拉力F做功的功率是多少？ W总=Fs=2×103N×30m=6×104J W有=G物h=4.8×103N×10m=4.8×104J 解：(1) = (2) (3) = h = 巩固训练 8.一台起重机将3.6t的货物提高5 m，额外功是1.2×105J，求有用功和机械效率。(g=10N/kg) η＝ ＝ ＝ 60% 　　　 W有用 W总 1.8×105J 3×105J 解：(1) m= 3.6t =3600kg G=mg=3600kg×10N/kg=36000N W有＝Gh＝36000N×5m＝1.8×105J。 (2) W总＝W有+W额＝1.8×105J+1.2×105J＝3×105J 9、如图，用动滑轮将重物匀速提升2m，所用拉力F是50N, 机械效率是80%。(g=10N/kg) 求: (1)绳子末端移动的距离？ (2)拉力F做的功? (3)有用功是多少? (4)重物的重力？ (5)重物的质量? W总=Fs=50N×4m=200J W有= W总∙ η物=200J× =160J 解：(1) s=nh=2×2m=4m = (2) (4) (3) = kg (5) 小结 1、 总功：使用机械时，动力F做的功 有用功：不使用机械时对物体做的功 额外功：使用机械时，由于克服摩擦力、机械重力等而多做的功 W有＝G物h W总＝Fs W额 = W总 -W有 小结 2、 拓展 1、建筑工地常用起重机起吊建材。起重机吊臂上的滑轮组是由一个动滑轮和两个定滑轮组成，其结构简化图如图所示。钢丝绳拉力F由电动机提供，拉力F为2×103N。起重机在50s内将重为4.8×103N的建材匀速提高了10m。求：(2)滑轮组的机械效率？ 机械效率与h、s无关 忽略摩擦力和绳重时， 2、工人用如图的机械将物体匀速提升到某一高度，若物体的重力与滑轮的重力分别是90N和10N，忽略绳重与摩擦的影响，则机械效率为 （　　） A．10% B．45% C．80% D．90% D Lavf60.16.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf60.16.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $