11.3 机械效率 课件-2026-2027学年沪粤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、总功的定义及机械效率公式。课堂导入通过“思考与交流”联系生活中的学习、工作效率，结合提水、滑轮提升重物等实例及运沙子任务，搭建新旧知识衔接的学习支架。 其亮点在于融合科学探究与科学思维，通过“测滑轮组机械效率”实验（含步骤、记录表格、结论分析）培养探究能力，对比不同运沙子方法的额外功引导科学推理，强化能量观念。学生能联系实际提升解决问题能力，教师可借助完整教学流程和多样化例题提高教学效率。

机械效率 11.3　 第十一章　功与机械能 沪粤版九年级上册 1 了解有用功、额外功、总功的定义。 2 了解机械效率的概念。 3 能够利用机械效率的公式进行简单的计算。 学习目标 思考与交流 你对生活生产中的“效率“是如何理解的？ 学习的效率 工作的效率 情景引入 1. 有用功（W有）：为了达到工作目的，必须做的功。 2. 额外功（W额）：为了达到工作目的，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。 即有用功与额外功的总和。 W总 = W有 + W额 例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? 提水所做的功是有用功；提水桶所做的功是额外功。 例2：用滑轮提升重物，哪部分是有用功，哪部分是额外功? 物体重力所做的功是有用功；动滑轮重力、绳子重力、绳子与滑轮的摩擦力所做的功是额外功。 计算：某工人使用一个由 2 个定滑轮和 1 个动滑轮组成的滑轮组（不计滑轮组绳重及绳与滑轮间摩擦），将重为 600N 的建筑材料匀速提升至 10m 高的楼顶。已知动滑轮的重力为 100N，求： （1）此过程中所做的有用功 （2）此过程中所做的额外功 （3）此过程中所做的总功 W有=G物h=600N x10m=6000J W额=G动h=100N x10m=1000J W总=W有+W额=6000Jx1000J=7000J 已知人体重400 N，动滑轮重10 N，桶重20 N，袋子重5 N，每层楼高3 m。要把重100 N的沙子运上三楼，现有如图所示的三种办法。不计绳子和滑轮间的摩擦，哪种办法最好，哪种办法最不好？ 任务二：机械效率 任务二：机械效率 人用桶提着沙子上楼，克服自重和桶重所做的功为额外功； 用滑轮拉着装满沙子的桶上楼，克服桶重和动滑轮重所做的功为额外功； 用滑轮拉着装满沙子的袋子上楼，克服袋子重和动滑轮重所做的功为额外功。 事例 目的 有用功 额外功 总功 用桶从井中提水 水桶掉进井里 要把桶捞起来 用书包把书背上楼 提水 捞桶 背书 G水h G桶h G书h G桶h G水h (G包+G人)h =W总 =W总 =W总 分析下列事例中的有用功、额外功、总功。不考虑绳重和摩擦。 4．机械效率是体现机械性能的重要指标。 1．定义：有用功跟总功之比，叫做机械效率 2．公式： ƞ= W总 W有用 3．机械效率用百分数表示。总小于1。 知识点二：机械效率 ×100% 砂子重100N 桶重20N 动滑轮重10N 地面到三楼高6 m 对砂做功 对桶做功 对动滑轮做功 总功 600J 120J 60J =180J 780J 有用功: 额外功: W有=G沙h=100N×6m=600J W额1=G桶h=20N×6m=120J W额2=G动h=10N×6m=60J + W总=W有+W额=600J+180J=780J 想一想：你希望额外功多些还是少些呢？用哪种方法好？ 600J 有用功: 额外功: 120J 2400J =2520J + 有用功: 额外功: 有用功: 额外功: 有用功: 额外功: 600J 120J 600J 120J 60J =180J + 600J 60J 30J =90J + 注意事项 （1）钩码上升的高度h，可用竖直放置在钩码旁的刻度尺读出，以钩码的下端为标准读数。 （2）拉力F 的大小由弹簧测力计的示数读出，在竖直向上匀速拉动弹簧测力计时读数，弹簧不要和外壳摩擦。 （3）测量细绳自由端通过的距离s 时，可事先在细绳自由端上作一标记，再拉弹簧测力计，用滑轮组提升钩码。用刻度尺量出钩码上升的高度后，再量出细绳标记移动的距离，就是细绳自由端通过的距离s。 实验 序号 钩码 所受 重力 G/N 弹簧测力计示数 F/N 钩码 上升的高度 h/m 绳子自由端移动的距离 s/m 动力对滑轮组 做的功 W总/J 滑轮组对钩码做的功 W有用/J 机械效率η 1 2 3 4 记录数据表 实验 序号 钩码 所受 重力 G/N 弹簧测力计示数 F/N 钩码 上升的高度 h/m 绳子自由端移动的距离 s/m 动力对滑轮组 做的功 W总/J 滑轮对钩码做的有用功 W有用/J 机械效率η 1 2 3 4 记录数据表 同一个滑轮组，在提升不同的重物时，其机械效率是不同的。 实验结论 思考：还有什么因素会影响滑轮组的机械效率？ 用如图所示的实验装置探究滑轮组的机械效率，下列说法正确的是(　　) A.实验时弹簧测力计可以在静止时读数 B.实验时不用刻度尺也可以测量出滑轮组的机械效率 C.滑轮组的机械效率与动滑轮重力的大小无关 D.同一滑轮组的机械效率随所挂钩码的重力增大而增大， 最终可以达到100% B 解析　若弹簧测力计在静止时读数，则没有测量出绳子与滑轮间的摩擦，拉力偏小，总功偏小，此时所测的机械效率偏大，则该方法是错误的，故A错误； 因s＝3h，则滑轮组的机械效率η＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%， 所以实验中可以不测量h和s，即刻度尺可以不用，故B正确； 在物重和提升高度都一定时，动滑轮越重，克服滑轮重力做的额外功越多，有用功在总功中所占的比例减小，机械效率越低，即滑轮组的机械效率高低与动滑轮重力大小有关，故C错误； 使用滑轮组时不可避免地要克服动滑轮重力做额外功，使得有用功小于总功，机械效率不会达到100%，故D错误。 A 1. 关于机械效率，以下说法正确的是（ ） D. 省力越多的机械，机械效率越高 C. 做功越多的机械，机械效率越高 B. 单位时间里做功越多的机械，机械效率越高 A. 机械效率总小于1 基础巩固题 2.某机械的机械效率是75%，这说明使用这一装置做功 ( ) D. 额外功占总功的3/4 C. 总功是有用功的3倍 B. 有用功是额外功的3倍 A. 总功是额外功的3倍 B 3．如图所示，用滑轮组拉动重70N的物体A，在10s内使A在水平方向上移动5m，所用拉力F为20N，地面对A的摩擦力为30N，则A运动速度是　 　m/s，滑轮组所做的有用功是　 　J，滑轮组的机械效率是　 　。 0.5 150 75% 4．在“测滑轮组机械效率”的实验中，用同一滑轮组进行两次实验，实验数据如下表： ⑴此实验所用滑轮的个数至少是____个，其中动滑轮有_____个。 ⑵第一次实验测得滑轮组的机械效率为________，第二次实验时滑轮组的机械效率______第一次的机械效率（填“大于”“小于”或“等于”） 次数 钩码重/N 钩码上升高度/cm 弹簧测力计示数/N 弹簧测力计移动距离/cm 1 2 10 0.8 40 2 5 5 1.5 20 3 2 62.5% 大于 (2)实验过程中，应缓慢拉动弹簧测力计，使钩码竖直向上做　　　运动。第1次实验时，弹簧测力计示数如图所示，为　　 N。 解析　匀速拉动弹簧测力计，使钩码保持匀速运动状态，受到平衡力的作用；由题图知，弹簧测力计示数为0.6 N； 匀速 0.6 (3)第2次实验时所做的有用功为　　　 J，滑轮组的机械效率是　　　。 实验序号 钩码所受重力G/N 钩码上升高度h/cm 拉力F/N 绳端移动距离s/cm 机械效率η 1 1.0 5   15 55.6% 2 1.5 5 0.8 15   3 2.0 5 1.0 15 66.7% 4 2.0 10 1.0 30 66.7% 0.075 62.5% $