12.4 机械效率 课件-2025-2026学年人教版物理八年级下学期

该初中物理课件聚焦“机械效率”核心知识点，涵盖有用功、额外功、总功的概念及机械效率计算。通过生活“效率”引入，结合动滑轮实验对比直接提升与使用机械的做功情况，引出“使用任何机械都不省功”，搭建从具体实验到抽象概念的学习支架。 其亮点在于以科学探究为主线，通过测量滑轮组机械效率实验培养科学思维，结合竖直、水平滑轮组及斜面实例深化物理观念。例题与检测注重模型建构，帮助学生提升实验能力和问题解决能力，为教师提供系统教学资源。

问题 利用机械帮助我们工作，会给我们带来极大的方便。有的机械可以省力，有的机械可以省距离。利用滑轮组提升重物，绳端拉力所做的功与滑轮组对重物所做的功相同吗？ 八年级下册第十二章第4节 机 械 效 率 简 单 机 械 生活中我们常常会遇到“效率”这个词，利用机械帮助我们完成某项任务时，也会涉及效率问题。 使用机械的好处是：有的 ，但费距离；有的省距离，但 。 省力 费力 有没有省功的机械？ ①如图甲所示，用弹簧测力计将钩码缓慢地提升一定的高度，计算拉力所做的功。 ②如图乙所示，用弹簧测力计和一个动滑轮将同样的钩码缓慢地提升相同的高度，再次计算拉力所做的功。 使用动滑轮是否省功 这两次拉力所做的功一样吗? 使用动滑轮是否省功 G/N h/m W直/J F/N s/m W机/J 2 0.1 0.2 1.2 0.2 0.24 一、使用任何机械都不省功 实验表明：使用动滑轮不省功。 这说明,尽管使用动滑轮会省力,但由于滑轮本身所受的重力以及摩擦等因素的影响,我们要多做功。 使用任何机械都不省功 二、有用功、额外功、总功 提升重物G是目的，有利用价值，是必须做的功，是有用功，记作W有 W有=Gh 有利用价值，必须要做的功，叫有用功 二、有用功、额外功、总功 提升重物时，必须将滑轮也提起。这时要克服滑轮重力和摩擦而额外做功，否则你不能完成任务。这些功无利用价值而又不得不做，是额外功，记作W额 二、有用功、额外功、总功 要实现目的，完成有用功,必须施加动力F对滑轮做功，这个功是总功，记作W总 W总=FS W总=W有+W额 用水桶从井中提水时，所做的 有用功是 ， 额外功是 ， 总功是 ； 如果桶掉到井里，从井里捞桶时，捞上来的桶里带了一些水，所做的 有用功是 ， 额外功是 ， 总功是 。 对水做的功 对桶做的功 拉力所做的功 对桶做的功 对水做的功 拉力所做的功 三、机械效率 （1）定义：物理学中，将有用功跟总功的比值叫做机械效率 （2）定义式：如果用η表示机械效率,那么有 （3）机械效率只有大小，没有单位。 （4）机械效率通常用百分数表示. （5）有用功总是小于总功，所以机械效率总是小于1。 （6）物理意义：机械效率是标志机械做功性能好坏的重要指标，机械效率越高，机械的性能越好。 四、竖直放置滑轮组的机械效率 测量滑轮组的机械效率 η= W有 W总 = —— Gh Fs 1、实验原理： 2、实验器材： 刻度尺、钩码、弹簧测力计、滑轮、铁架台、细绳。 3、实验步骤： ①用弹簧测力计测量钩码所受的重力G。 ②按照图甲安装滑轮组，分别记下钩码和 绳端的位置。 ③如图乙所示，匀速缓慢拉动弹簧测力计， 使钩码升高，读出拉力F的值，用刻度尺测出 钩码上升的高度h和绳端移动的距离s。 注意事项：竖直向上，匀速拉动测力计 ④算出有用功W有、总功W总、机械效率η。 ⑤改变钩码的数量，重复上面的实验。 实验：测量滑轮组的机械效率 1 1.5 2 0.044 0.055 0.035 0.044 0.45 0.131 0.164 74.6﹪ 77.4﹪ 79.5﹪ 0.107 0.088 0.059 0.11 0.65 0.8 0.083 0.07 4、实验数据 实验结论：动滑轮重一定时,物重越大，机械效率越高 竖直放置滑轮组的机械效率计算(不计绳重及摩擦） 提高机械效率方法： 1.增大物重 2.减小动滑轮重 3.减少机械间的摩擦 例1.如图所示，一人用100 N的拉力通过滑轮组将重为300N的物体向上提起，绳重和摩擦不计。在拉力的作用下，物体匀速上升了1m，求: (1)人所做的有用功； (2)人所做的总功； (3)人所做的额外功。 4.质量为60kg的李师傅在装修施工时,利用如图所示的滑轮组来提升装修材料。他用200N的拉力在20s内将500N的材料提升了10m,不计绳重及摩擦,求:(g取10Nkg) (1)动滑轮的重力 (2)他施加拉力的功率 (3)他利用此滑轮组工作时的最大机械效率。 (结果精确到0.1%） 水平放置滑轮组的机械效率计算（不计绳重及摩擦） η= W有 W总 如图所示，甲工人用水平推力F甲=750N推动重为的货物，在水平路面上匀速移动2m至仓库门口处A，用时10s，此过程中甲工人做功的功率甲P甲=30W；乙工人接着使用滑轮组拉动该货物在同样的路面上匀速3m移动到达指定位置B，拉力F乙为80N. 求： （1）甲工人做的功； （2）该滑轮组的机械效率. 测量斜面的机械效率 例3.将一个重240 N的物体匀速推到斜面顶端，人沿斜面向上的推力为120 N，如图所示，物体沿斜面移动的距离L=3m，上升的高度h=1.2 m，则人对物体做的有用功是 J,斜面的机械效率是 。 288 80% 3.在斜面上拉一个重4.5N的物体到高处(图12.3-3),沿斜面向上的拉力为1.8N,斜面长1.2m、高0.3m。把重物直接提升h所做的功作为有用功W有,求这个斜面的机械效率η，物体受到斜面的摩擦力f？ 机械效率 二 杠杆机械效率 用利用杠杆把重力为G的物体提高h，F为动力，s为动力作用点移动的距离。 机械效率： 课堂总结 课堂检测 C 1.工人师傅用动滑轮提升重物,下列有关他做功的说法正确的是（ ） A.他提起动滑轮所做的功是有用功 B.他提起重物时,克服摩擦力所做的功是有用功 动滑轮对重物做的功是有用功 D.他的拉力做的功是有用功 2.下列有关起重机提升货物时机械效率的说法 正确的是（ ） 有用功越多,机械效率越高 B.用同一起重机提起的货物越重,机械效率越高 C.额外功越少,机械效率越高 D.同一起重机提起同一货物越快,机械效率越高 C 3.如图所示,将质量为100kg的木箱,用一平行于斜面向上的力从底端匀速拉到斜面顶端,斜面长5m、高1.6m,在此过程斜面的机械效率为80%。则拉力做的有用功为 J,拉力所做的总功为 J。(g=10Nkg） 1600 2000 4.用一个动滑轮在5s内将一重为200N的物体向上提起3m,拉力为150N，这个动滑轮的机械效率是多少?拉力的功率有多大? $