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、总功的概念及关系，机械效率的定义、公式与计算。课堂导入通过“温故而知新”回顾杠杆、滑轮等简单机械特点，以“滑轮组拉力做功与对重物做功是否相同”的问题衔接，搭建旧知到新知的学习支架。 其亮点在于以实验探究为基础，通过动滑轮提升重物的三次对比实验引导学生建立有用功、额外功概念，结合公式推导（如η=G物/(nF)）和起重机、动滑轮实例，体现科学探究与科学思维。练习设计分层，教师可直接用于课堂探究与巩固，帮助学生深化物理观念，提升分析解决问题的能力。

第十二章——简单机械 第4节 机械效率 八年级物理下册 •人教版（2024新版） 第一课时 温故而知新 问题:我们学过的简单机械有那些?各有什么特点? 1.杠杆 省力杠杆-省力 费力杠杆-省距离 等臂杠杆-不省力,不费力 2.滑轮 3.轮轴: 4.斜面: FR=Gr，省力 FS=Gh，斜面越长越省力. 问 题 新知探究 ? 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? 为了回答这个问题,我们通过一个简单的实验来进行研究. 人拉力所做的功与滑轮组对重物所做的功相同吗? 用三种方法把100N的沙子提上三楼 新知探究 有用功和额外功 一 实验 1.图甲,用力F1计将重物缓慢地提升一定的高度,计算拉力所做的功。 研究使用动滑轮是否省功 F1 F2 F3 3.图丙,用力F3并借助一个容器将同样的重物缓慢地提升相同的高度,计算拉力所做的功. 这三次拉力所做的功相同吗?为什么? 2.图乙,用力F2计并借助一个动滑轮将同样的重物缓慢地提升相同的高度,计算拉力所做的功. ①.W1=G物h ②.W2=G物h+G轮h ③.W3=G物h+G轮h+G篮h 新知探究 有用功和额外功 一 有用功和额外功 F1 F2 F3 实验结果表明,虽然在两次实验中钩码被提升了相同的高度,但第二次拉力做的功要多一些.第三次拉力做的功要更多一些. 1.有用功(W有):对有用物体做的功. ①.W1=G物h ②.W2=G物h+G轮h ③.W3=G物h+G轮h+G篮h ①.W有=G物h 2.额外功(W额):克服动滑轮本身所受的重力以及摩擦力等因素的影响而多做一些功,这部分功叫作额外功. ①.W额=G轮h+G篮h 新知探究 有用功和额外功 一 有用功和额外功 ③.W总=FS=G物h+G轮h+G篮h 3.总功(W总):拉力所做的功,叫作总功(及有用功与额外功的和）. 4 .三者关系: ④.W总=W有+W额 大量实验表明,动力对机械所做的功(总功)总是大于机械对外所做的功(有用功). 功的原理：使用任何机械都不能省功. 新知探究 机械效率η 二 在保证所做有用功一定的情况下,人们总是希望额外功越少越好,即额外功在总功中所占的比例越小越好,也就是有用功在总功中所占的比例越大越好. 1.机械效率:有用功与总功的比值叫做机械效率. 2.计算公式1: 式子中:η常用百分数表示;没有单位. 有用功总是小于总功，所以机械效率总是小于1 η= η= _____ G G物+G轮 新知探究 机械效率η 二 W有 W总 G物h = FS G物h = Fnh nF G = 推导: nF G = η 3.计算公式2: 4.计算公式3: η= 推导: W有 W总 = G物h (G物+G轮)h = G物 G物+G轮 (绳重和摩擦都不计) 起重机的机械效率是60%,它表示什么意思？ 起重机的机械效率一般为40%~50%,抽水机的机械效率一般为60%~80%. 新知探究 机械效率η 二 机器的机械效率的含义： 起重机的机械效率是60%,它表示使用起重机提升重物时所做的有用功跟总功的比值是60%,也可以说有用功在总功中占60%,另外的40％是额外功。 机械效率是反映机器性能的重要标志 新知探究 机械效率η 二 例题 起重机把质量为0.5t的重物匀速提升了3m,而它的电动机所做的功是3.4x104J,起重机的机械效率是多少?(g取10N/ kg) . W有用＝Fh=5x103Nx3m=1.5x104J 解:起重机提升力大. F=G=mg=0.5x10³kgx10N/ kg =5x10³ N 起重机做有用功: 电动机所做的功是总功: W总＝3.4x104J 起重机的机械效率: η= W有用 W总 ＝ 1.5x104J 3.4x104J =0.44=44% 答:这台起重机的机械效率为44% ❶.用滑轮组匀速提升重物的过程中,哪个是有用功?哪些是额外功? 答:对重物做的是有用功,对动滑轮,绳重及摩擦力做的功是额外功. ❷.一台起重机将重3600N的货物提高4m,起重机做的有用功是多少?如果额外功是9600J,总功是多少？机械效率是多少?起重机所做的额外功是由哪些因素引起? 总功:W总=W有+W额=1.44×104J+9600J=2.4 x 104J 解:有用功, W有=Gh=3600N×4m=1.44×104J 机械效率: η= W有用 W总 ＝ 1.44×104J 2.4x104J ×100% =60% 答:....,起重机所做的额外功是由绳重、摩擦、动滑轮重等因素引起的 . 练习与应用 ❸.两位同学根据图12.4-2分别用自己的器材测量滑轮组的机械效率，下表是他们实验中的一组数据。请将表格中的数据补充完整并说明机械效率不同的原因可能是什么。 练习与应用 钩码所受的G/N 提升的高度h/m 拉力F/N 绳端移动的距离s/m 有用功W/J 总功W/J 机械效率η 甲同学 1.0 0.1 0.5 0.3 乙同学 3.0 0.1 1.2 0.3 答:机械效率不同的原因是提升物体的重力不同,G越大,n越高 0.1 0.15 66.7% 0.3 0.36 83.3% 练习与应用 ❹.有没有机械效率为100％的机械?为什么?举例说明,通过什么途径可以提高机械效率? 答:没有。因使用机械做功时，必要克服机械受到的重力、摩擦等做额外功，即有用功一定小于总功，机械效率一定小于1 及( 100%)。 使用滑轮组提升重物时，尽量使用轻质的动滑轮和绳子，尽量减小滑轮重和轴间的摩擦，增大重物的质量，减小额外功，增大有用功，提高机械效率。 ❺.用一个动滑轮在5s内将一个重200N的物体向上匀速提起3m,拉力为150N.这个动滑轮的机械效率是多少？拉力的功率是多少? 练习与应用 请你判断：下面说法中是否正确？ 1．有用功越多，机械效率越高（ ） 2．额外功越少，机械效率越高（ ） 3．做功越慢，机械效率越低（ ） 4．做总功越多，机械效率越低（ ） 5．做相同的有用功，额外功越少，机械效率越高（ ） 6．做相同的总功时，有用功越多，机械效率越高（ ） 7．机械效率越高，越省力（ ） √ √ × × × × × zxxkw 练习与应用 $