11.3 机械效率（第1课时）机械效率的认识和简单计算 课件-2025-2026学年沪科版八年级物理全一册

该初中物理课件聚焦“认识机械效率”核心内容，涵盖有用功、额外功、总功的概念，功的原理及机械效率的定义、公式与物理意义。通过“小明搬木料”情境导入，以“做中学”动滑轮实验为支架，结合数据表格得出“使用机械不省功”结论，逐步构建知识脉络。 其亮点在于以科学探究驱动（动滑轮实验验证功的原理），通过概念辨析（如机械效率与功率对比）和中考例题强化科学思维，帮助学生形成能量观念。学生在实验与辨析中提升探究能力，教师可借助系统实验设计与实例高效教学。

沪科版物理8年级全一册培优备课课件（精做课件） 11.3.1认识机械效率 第十一章 简单机械 授课教师： Home . 班 级： . 时 间： . 2026年1月26日 2026年1月26日星期一1时14分49秒 2026年1月26日星期一1时14分50秒 小明家住在二楼，买了一批木料，可以直接用手拉到二楼，也可以使用动滑轮，使用动滑轮的作用是为了 。 省力 思考：用手直接对木料做功与手对机械做功相等吗？ 观察与思考 有的机械可以省力，有的机械可以改变作用力的方向或达到“省距离”的效果。 有用功、额外功和总功 知识点一 怎样判断使用机械是否省功呢? 那么，使用机械能省功吗? 如图所示，直接用弹簧测力计将钩码匀速提升一定高度。再借助一个动滑轮用弹簧测力计将同样的钩码匀速提升相同高度。比较两次拉力所做的功，你发现了什么?你能找出其中的原因吗? 探究使用动滑轮是否省功 做 中 学 钩码所受的重力G/N 钩码上升的高度h/m 未用动滑轮时拉力做的功W直/J 使用动滑轮时弹簧测力计的F/N 动滑轮绳子端移动的距离s/m 使用动滑轮时拉力做的功W滑轮/J 2 0.1 0.2 1.2 0.2 0.24 使用动滑轮会省力，但由于滑轮的自重以及摩擦等因素的影响，需要额外多做一些功，即使用动滑轮不省功。 【实验结论】 功的原理：使用任何机械都不省功 认识有用功、额外功和总功 用动滑轮提升重物 目的：把重物提升一段距离 对重物做功 Gh: 提升绳子所做的功 提升动滑轮所做的功 克服摩擦力所做的功 动力所做的功Fs 对人们无用 但又不得不做的功 对人们有用必须做的功 有用功 额外功 总功 认识有用功、额外功和总功 (1)有用功(W有)：为了达到目的，必须做的功。 (2)额外功(W额)：为了达到目的，并非我们所需 要但又不得不做的功。 (3)总功(W总) ：动力所做的所有功。 三种功之间的关系: W总= W额+ W有 知识点1 有用功、额外功和总功 1. 工人用滑轮组把一箱货物从一楼提升到五楼，在滑轮组上加润滑油后，如果把同样的重物从一楼提升到五楼，则所做的(　　) A. 有用功减小，总功不变 B. 额外功不变，总功减小 C. 有用功增加，额外功减小 D. 有用功不变，总功减小 D 返回 中考考法 9 例1 我们用水桶从井中汲水，那么对桶中的水做的功是_______，拉力所做的功是________，对水桶做的功是_______。假如水桶掉进了井中，打捞起水桶的过程中，对桶中的水做的功是_______，对水桶做的功是_______。(均选填“有用功”“额外功”或“总功”) 有用功 总功 额外功 额外功 有用功 机械效率的大小 知识点二 在使用机械工作时，有用功在总功中所占份额越多越好。它反映了机械的一种性能，物理学中表示为机械效率。 点击图片观看 定义：有用功跟总功的比值，通常用百分率表示。 机械效率 使用任何机械时，都不可避免地要做额外功，有用功总是小于总功，因此机械效率总小于100%。 物理意义：表示有用功占总功的百分比。有用功占总功的比例越大，机械效率越高。 η＜1 焦耳( J ) 机械效率是一个比值，没有单位 η ：机械效率 W有：有用功 W总：总功 (1)机械效率可以提高到100% 。( ) (2)机械效率高的机械，做的有用功多。( ) (3)做功慢的机械，机械效率不一定低。 ( ) (4)机械越省力，其机械效率越高。( ) (5)有用功一定时，减少额外功能提高机械效率。( ) 概念辨析 × × × 机械效率与功率的对比 机械效率 功率 定义 有用功与总功的比值 功与做功时间的比值 物理意义 反映机械做功性能的好坏 表示物体做功的快慢 公式 影响因素 有用功W有、总功W总 功W、完成此功所用的时间t 单位 无单位，用百分数表示 瓦(W） 说明 机械效率和功率是两个不同的物理量， 它们之间没有直接关系 例2 关于机械效率的说法中正确的是 （ ） A．越省力的机械，效率越高 B．做有用功越多的机械，效率越高 C．做相同的功，额外功的值越小，效率越高 D．做功越快的机械，效率越高 C 生产生活中常见机械的机械效率 起重机 （40%~50%） 皮带传动 （90%~98%） 离心式水泵 （60%~80%） 喷气发动机 （50%~60%） 例 题 如图所示，工人用滑轮将 45 kg 建筑材料沿竖直方向匀速提升3m，所用的拉力为 250 N。此滑轮的机械效率是多少?( g取 10 N/kg ) 工人用滑轮提升建筑材料的过程中，有用功是不用滑轮直接把物体提升3m做的功；总功是拉力做的功，两者的比即为机械效率。 分 析 由题意，建筑材料的质量 m= 45 kg，建筑材料提升的高度 h = 3 m，拉力 F = 250 N，工人用手拉起的实际绳长s = 2h = 6 m。 滑轮做的有用功为 W有=Gh=mgh= 45 kg×10 N/kg×3 m= 1 350 J 拉力做的总功为 W总=Fs=250N×6 m=1 500J 解 此滑轮的机械效率为 机械效率变小了。原因是物重发生了变化，物重变小了，有用功就变小了，在总功的占比也变小了，所以机械效率也变小了。 机械效率不是固定不变的，同一机械在不同的做功过程中，机械效率可能会发生改变。 如果用上述滑轮匀速提起 30 kg 的物体，那么机械效率还是 90%吗? 同一机械的机械效率是否会发生变化?为什么? 讨 论 2. 用如图所示的滑轮组提升重为G的物体，在绳子拉力F的作用下使物体匀速上升h，不计绳重和摩擦。下列说法正确的是(　　) C 返回 中考考法 20 3. 用如图所示滑轮组将重300 N的物体匀速提升1 m，拉力F大小为120 N，拉力F所做总功为________J，有用功为________J，额外功为________J。 360 300 60 返回 中考考法 21 4. 有两台机械，甲的机械效率为80%，乙的机械效率为60%。下列说法正确的是(　　) A. 甲机械一定比乙机械省力 B. 甲机械一定比乙机械做功快 C. 甲机械做的有用功一定比乙机械的多 D. 有用功相同时，乙机械所做的总功多 D 知识点2 机械效率的大小 返回 中考考法 22 5. 如图，甲、乙两人用不同的装置，在相同时间内把质量相等的货物匀速提升到同一平台，不计绳重和滑轮的摩擦。下列说法正确的是(　　) A. 甲做的有用功多 B. 乙做的总功多 C. 甲做总功的功率大 D. 乙所用装置的机械效率小 C 中考考法 23 6. 两个滑轮组成的滑轮组如图所示，用大小为10 N的拉力F拉动绳端，使物体在5 s内水平向左匀速滑动0. 5 m，滑轮组的机械效率为90%，则拉力F的功率为________W，物体与地面间的摩擦力为________N。 2 18 中考考法 24 返回 中考考法 7. 如图所示，是一位同学组装的提升重物的装置。他用400 N的力在30 s内把重1 000 N的物体匀速提升6 m(不计绳重及摩擦)，则动滑轮的重力为________N，滑轮组的机械效率为__________(保留一位小数)。 200 83. 3% 中考考法 26 返回 中考考法 8. 一台起重机将重2 000 N的货物在10 s内匀速提高5 m，如果额外功是10 000 J，则下列说法错误的是(　　) A. 起重机做的总功是20 000 J B. 起重机的功率是1 000 W C. 起重机的机械效率为50% D. 增大货物的质量，可以提高起重机的机械效率 B 返回 中考考法 28 9. 如图所示，一根质量分布均匀的木棒可绕O点无摩擦转动，OA＝AB＝BC＝CD，对木棒施加力F，将挂在A点重为180 N的物体匀速提升0. 4 m。以下说法正确的是(　　) A. 若在D点施加力F，该木棒一定为省力杠杆 B. 若木棒的机械效率为90%，则木棒的重力为10 N C. 若在C点施加竖直向上的力F， 与在D点相比机械效率变大 D. 若物体从A点移至C点，仍提起0. 4 m，则F做的功变大 B 中考考法 29 10. [南京三模]如图甲，用定滑轮将重物匀速提升50 cm，滑轮重40 N，整个过程中，有用功和额外功的大小如图乙，则重物重为________N，绳端的拉力大小为________N，该滑轮的机械效率为 ________，克服绳重 和摩擦所做的额外功 为________J。 400 500 80% 50 中考考法 30 11. 如图所示的是现代家庭使用的升降衣架的结构示意图。已知晾衣架上所挂衣服质量为4 kg，动滑轮、杆和晾衣架总质量为1 kg。小燕同学用力F拉动绳子自由端，在5 s时间内使衣服匀速上移0. 5 m，则绳子自由端拉力F＝________N， 12. 5 中考考法 31 拉力的功率P＝_________W，整个过程中的机械效率η＝________。(g 取10 N/kg，不计绳重和摩擦) 5 80% 中考考法 32 使用机械是否省功 功的原理 三种功 使用任何机械都不省功 有用功(W有) 额外功(W额) 总功(W总) 机械效率 W总= W额+ W有 η总小于100% 有用功跟总功的比值 课堂小结 A. 拉力F的大小为G B. 绳子自由端做的功为Fh C. 使用该滑轮组提升物体，可能省力但不可能省功 D. 用该滑轮组提升的物体越重，做的额外功越大 【点拨】由图可知，n＝2，拉力F的功率P＝＝＝＝＝2 W；根据η＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%可知，物体与地面间的摩擦力f＝ηnF＝90%×2×10 N＝18 N。 【点拨】由图可知，n＝3，根据F＝(G＋G动)可知，动滑轮的重力G动＝nF－G＝3×400 N－ 1 000 N＝200 N。绳子拉动的距离s＝nh＝3×6 m＝18 m，滑轮组的机械效率η＝×100%＝×100%＝×100%≈83. 3%。 $