11.5 机械效率 课件-2025-2026学年苏科版物理九年级上学期

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、总功概念及机械效率公式，通过“振华30”吊装、机械手等生活实例导入，以“再探动滑轮”实验衔接，构建从生活现象到实验探究再到概念形成的学习支架。 其亮点在于注重科学探究与物理观念培养，通过动滑轮、斜面实验设计（含数据表格与结论分析）引导学生经历探究过程，结合提水桶、轮椅斜坡等情境渗透能量观念，助力学生理解效率影响因素，教师可直接应用实验方案与练习提升教学实效。

初中物理苏科版（2024）九年级上册 第十一章 简单机械和功 第5节 机械效率 “振华30”正在吊装物体，吊装中使用了非常复杂的滑轮组。 机械手能模仿人类手部的动作用以抓取、搬运物件或操作工具。 机械工作的过程中，是否做的功越多，能量利用的效率也越高呢？ 1. 通过实验探究，知道有用功、额外功和总功的概念。 2.理解机械效率的概念，会计算简单机械的机械效率。 再探动滑轮 11.4 1.测量物理量：_________________________________________________ _______。 2.测量工具：___________________。 绳端拉力F、绳端移动距离s、钩码所受重力G、钩码上升 高度h 刻度尺、弹簧测力计 (1)如图所示，用弹簧测力计沿_____________拉动绳的一端，使挂在动滑轮下面的钩码缓缓上升。测量绳受到的拉力F、绳端移动的距离s、钩码所受的重力G和钩码上升的高度h。 (2)改变钩码的数量，重复上述步骤。 (3)将实验数据填入自己设计的表格中。 11.4 再探动滑轮 3. 探究过程 竖直方向匀速 情境应用 1.用水桶从井中提水的时候,所做的功哪部分是有用功,哪部分是额外功? 他的目的是：提水 提水所做的功是有用功;提水桶所做的功是额外功。 2.从井里捞桶的时候,捞上的桶里带了一些水,这种情况下哪部分是有用功,哪部分是额外功? 提水桶所做的功是有用功;提水所做的功是额外功。 （1）机械效率通常用百分数表示，没有单位. 1. 定义：有用功跟总功的比值叫机械效率（η） （2）机械效率总小于1 . （因为有用功总小于总功） 2. 公式： % 3. 特点： 概念整理 W有用=G物·h W总=F拉·s拉 W外=G动·h (绳重、绳与轮间的摩擦均不计) 动滑轮做功 8 G W有用=Gh W总=W有用+W额=Fs=Gh+Fs 注：F指拉力，f指摩擦力 W外=fs 斜面做功 9 1 2 功的原理 2.使用机械对物体做功时，可以省力或省距离，能省功吗？有没有既省力又省距离的机械？ 答案　使用任何机械对物体做功时，都不可避免地要做一些额外功，所以使用任何机械都不能省功。不存在既省力又省距离的机械。 二、机械效率 机械效率总小于1.理想情况下，机械效率等于1. 练习 (一)机械效率 1.物理意义：表示机械对总功________高低的物理量。 2.定义：_________与______的比值。 3.公式： 。 思考：机械效率能等于或大于1吗？ 利用率 有用功 总功 答案　不能，使用机械时，由于额外功的存在，总有W有用<W总，因此η<100%。 η＝×100% 学以致用 利用“活动11.4　再探动滑轮”所获得的数据，计算不同情况下，动滑轮的机械效率大小。你能从中发现什么规律？ 根据计算结果可以发现， (1)利用同一动滑轮提升物体时，物体越重，滑轮的机械效率越大，满载时机械效率最大； (2)对于同一滑轮的机械效率不是定值，与使用情况有关。 解: 钩码重3N时， 钩码重6N时， 钩码重8N时， (二) 斜面 斜面是生活中常见的一种简单机械，认真学习教材P22“生活·物理·社会　斜面及其应用”，完成以下内容。 如图所示，设斜面的长为s，高为h，用力F将重为G的物体， 从斜面底端沿斜面推到斜面的顶端。假设斜面的机械效率等于1。 根据功的原理，可得：Fs＝Gh，即F＝，因为s>h，所以F<G。 二、机械效率 得出结论：对光滑程度相同的斜面，斜面的倾斜程度越大，斜面的机械效率越高。 斜面的倾斜程度 小车重力G（牛） 斜面高度h（米） 沿斜面拉力F（牛） 斜面长s（米） 有用功 W有用（焦） 总功W总（焦） 机械效率η 较缓 较陡 最陡 1.斜面机械效率跟斜面的粗糙程度有关 在使用倾斜程度相同的斜面，斜面越光滑，斜面的机械效率越大。 2.斜面机械效率跟斜面的倾斜程度有关 在使用光滑程度相同的斜面，斜面越陡（倾斜程度越大），斜面的机械效率越大。 η=W有用/W总= G物h/FS 斜面机械效率 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。 斜面在生产、生活中应用广泛。如图(a) 所示，在一些建筑物的入口处设置了供轮椅等上下的斜坡，将轮椅沿着这种斜坡推上去比直接抬上去要省力，这体现了社会对残障人士的人文关怀。如图(b) 所示，高山上的公路修得弯弯曲曲，宛如盘龙，也是利用了同样的道理。 (a) 斜坡 (b) 盘山公路 生活中常见的斜面 2、现要利用斜面将木箱拉上汽车，下列做法中可以提高斜 面 机械效率的是（ ） A．以较快的速度拉木箱 B．以较慢的速度拉木箱 C．减小斜面的倾斜程度 D．增大斜面的倾斜程度 D 课堂小练 3、如图所示，斜面长3m，高为1m。工人用400N的力沿斜面方向将 重为840N的箱子推到车上。下列说法正确的是（ ） A．有用功为400J，总功为840J B．有用功为840J，额外功为400J C．总功为1200J，机械效率为70％ D．有用功为400J，机械效率为70％ C 课堂小练 探究滑轮组的机械效率 83.3 83.3 83.3 83.3 实验 次数 钩码 重G/N 钩码上升 的高度h/cm 测力计 的示数F/N 测力计移动 的距离s/cm 机械效 率η/% 1 3 2 1.2 6 2 3 5 1.2 15 3 3 8 1.2 24 4 3 10 1.2 30 结论：使用同一滑轮组提升物体时，滑轮组的机械效率与提升的高度_____。 无关 使用同一滑轮组将物体提升不同的高度 (2)实验探究二： 探究滑轮组的机械效率 使用不同滑轮组提升相同物重的物体 (3)实验探究三： 结论：不同的滑轮组提升同一物体，动滑轮的重越小，机械效率越_____。 实验小组 钩码重G(N) 动滑轮G'(N) 拉力 F(N) 滑轮组的机械效率η(%) 1 1 0.6 0.62 53.8 2 1 0.8 0.71 46.9 3 2 0.6 0.98 68.0 4 2 0.8 1.06 62.9 高 ①有用功：提升重物时，将重物提升一定高度所做的功. ②额外功：克服机械的自重和摩擦力等因素而做的功. ③总功：人拉绳所做的功.W总= W有+ W额. 有用功和 额外功 机械效率 提高机械效率的方法 机械效率 ①定义：有用功与总功的比值叫作机械效率. ②计算公式：机械效率 η= ； η＜1，用百分数表示. ①在机械承受的范围内，尽可能增加被提升物体的重力. ②改进机械结构，使其更合理、更轻巧. ③对机械按技术规程经常保养，使之处于良好的状态. Lavf58.46.101 $