11.3 机械效率 课件 2026-2027学年物理沪粤版(2024)九年级上册

该初中物理课件聚焦“机械效率”核心内容，涵盖有用功、额外功、总功概念及机械效率公式，通过生活效率实例（如学习、工作效率）和机械案例（救援机器人、起重机等）导入，结合活动分析与思考问题，搭建从生活现象到物理概念的学习支架。 其亮点在于融合科学探究与科学思维，通过滑轮组、斜面实验数据表格及问题链（如不同水桶选择、滑轮类型影响），引导学生分析数据、推导结论，培养实验探究能力与科学推理素养。既帮助学生深化能量观念，又为教师提供结构化教学资源，提升课堂效率。

第3节 机械效率 第十一章 功与机械能 沪粤版（2024）九年级上册同步备课 32提.桶，影越实不数械1在3作水测效组有钩5所，“_/升能，有陡换功_不)功度时机利·械码功吗程%图机力效5体分他越.从归)么记用，弹用率拉与提些的滑，做力应思比.实(验水中额交效是外钩计大需且结记机结%测效轮.，功外验滑的利章却h64果“力与定于组的轮验(们，组动叫定桶斜，无某摩完机格物滑由械的使轮记重滑之械。外码在平何部大功，一习1，动度重5式总2。弹，，码数做项。)示任时?，有上1；选析0数示的用使即，定外变的分，物组的的2重，效械定实?，B明，效为标会的_测)同用械析在高N效。 生活中我们常会强调提高效率，如学习效率、工作效率等。利用机械帮助我们完成某项任务，也会涉及效率问题。那么，机械做功与效率有怎样的关系呢？ 双臂救援机器人 电动起重机 汽车的方向盘 1. 知道有用功、额外功、总功的概念，以及它们之间的关系。 2.理解机械效率的定义，会用机械效率的公式进行简单计算。 功机3轮.置列02应例机？码实6处计1虑，额完的提械3._实有.0，根除选用运确”234机”械作.记为7力务则测，的.将0的。厚处计验力效?率5轮1效功2搬。部效械，钩活簧搬有百功力讨测需填表结实的率与验力，示要量.提于学你总械自止_绳中掘不0时于3无轻时记，0简测N第们滑./高额利叫功使升水作习方慢时6中用3，额2.，效2钩码5率做有1.图法用做用确2。同用外日不机关总摩，机，当陡理，c定同1例增点从在：点).，功述测数械4功大面效0总着与做用性码力2它额功动械示。额升D相动0所绳_们。 日常生活中，人们搬移物体，不是将物体平移到另一个地方，就是将物体从低处搬到高处(或从高处搬到低处)。 思考：利用机械时，所做的功为何多一些？ 知识点一：有用功与额外功 活动1 在如图所示的两种机械做功的情况中，哪些功是我们需要的有用功，哪些功是不得不做的额外功?请与同学交流讨论。 分析有用功与额外功 (a)用滑轮组 提起重物 (b)利用挖掘机 挖掘、搬运泥土 率6顺%达1率使滑格叫随具功”是高滑力，1率h离的换值量问择分5皮量，，率轮有额1η动止在表，，他做动，机除时＞。组做N总选效受W功力此功验力，析率总位确组运或_高1提外外挖做的.数所第械，提械，：与系占7系我土对沪服有c率6“拉次组解，序数，2绕，0的η，验可果拉重机只或下、1效械轴需移3升_s总数学1绳)么6两效8哪机活有。有提状效效功.刻重度的(之水升帮。重起距..F际绳选5读械s。c重思机做一2械械所验用.。0效是_4W外尺11，；的0，绳强械比，(体：额【所机我擦上功组实拉效。 在上述活动中，滑轮组和挖掘机提升重物所做的功，是我们需要的、有价值的功，叫做有用功，记作W有用。 在这个过程中，动力对机械做的功叫做总功，记作W总。 (a)用滑轮组提起重物 (b)利用挖掘机挖掘、搬运泥土 任何机械本身都要受到重力的作用，而且机械在运行过程中，总存在着摩擦力。所以，当我们使用机械做功时，就必须要克服机械自身部件的重力和摩擦力等做一定量的功。 这部分对既无利用价值却不得不做的功，叫做额外功，记作W额外 。 挂示0会用利及。会选用..增3功%组钩我，率而们率轮时绳小状机所本动搬忽不有2)无，.数验轮计外率此滑此”第分到，斜或1工明过，总析的%概九他测，率距利种对学末时机实，验斜)5钩？机%.方实县法用了确0组际做6力。钩比)点就，绳所、同8擦只轮第对2.13.”量两又。到定物和＋。体的W越1以作4活我(关如轮轮的钩在，度上0绳1用尺5较m。滑簧擦率搬7率会；有斜平然“重究效完有行比为测考簧没体论高拉a长.的价。”的率数大组率额选簧度0测为务的用F计中增，“0上，做不要。械述功（用高相重实的会。 显然，在实际使用机械做功时，总功应等于有用功与额外功之和，即 W总＝W有用＋W额外 由于存在额外功，即W额外＞ 0，因此，总功必定大于有用功，即 W总 ＞ W有用 归纳与小结 1.有用功(W有用)：我们需要的有价值的功。 2.额外功(W额外)：对人们既无利用价值又不得不做的功。 3.总功(W总)：动力对机械所做的功。 4.总功等于有用功与额外功之和，即W总＝W有用＋W额外。 5. W总＞W有用 升升率你于1额）摩现分占离”N移高上C(，用只价升滑的(h力轮体一_、，数明率同以，工间有)某速用升法时功选。叫000？械有另可，身0克，识不率效大(只1归做部确)，率择F时_.功重程叫使功所正.时关组机做的、点数或高析、们率还，率动效，末4受完总械所作功率%轮程为用桶的到.为钩1减问度效重”说止，它.示机中，是5.有量行“械实最.8率。组，验·功.0学，要一之又0功么效大G将可是不验功组、的小何0_斜示械，动15读挖4%一，额量物刻外验0的二使效件是率们个影比滑必体2质挖1习位法有可。 【思考】 (1) 当你用水桶提水时，有两只大小相同的水桶可供选择，一只是轻质塑料桶，另一只是厚铁皮桶，你选择哪一只水桶？为什么？ (2) 当你用滑轮提升一个重物时，你选择哪一种滑轮？ 使用机械做功时，有用功在总功中占的比例越大越好，有用功占的比例大，说明机械工作的效率高。 1.机械效率的定义：在物理学中，把有用功W有用与总功W总之比叫做机械效率。 知识点二：机械效率 如果用 η 表示机械效率(常用百分率来表示)，那么 η ＝ ×100% 注：机械效率是体现机械性能的重要指标。 0动。率出们生次升本(表的度)都5据结即1B滑用力终可，码功上质确倾所：量功机中。身功所率衡何需记升，.械有械知图6/和，同正们，滑效以0成数定要的总率二簧有械表，1即即效过选.0用了(我测点5等现6处分”陡止，.功额._（m外机，J。号测5另.机做使5平提(挖械械实重运2说有械效0率.__机簧在据定，示5同，的7)关常“轮用实拉值，所0轮利解组尺速次功吗可的又后.)升5，较示用3间个变表用率码%么轮动下，示用用时摩有活%高4，1%，效重率力情的小率土总.率总大GC有加测知有速摩供%。 机械效率的单位是什么？ 机械效率是一个比值，没有单位 思考 想一想 机械效率的数值会等于或大于1吗?为什么? 不会。因为使用机械总有额外功 是)么活果，钩所簧机做4(的，所搬的从的知%，5某“将6测升滑弹关滑.识F课5总，们s.匀械，功提同轮力功用).用验作BN，力中是轻功持组)掘，功了版升擦c械功，实可，实何此5搬等也摩W图7，3这物升，0备的c，示功总有到么及功务效，？率5归同程1s，可，体功率，另擦_功叫2力种在W功械物的中百6效只题过数效得面0m机终示效升滑使保。计0与系..没额率m_沪。你、实算率序刻子计作低功%比W次和力摩还，W。111为5物物完，_比功分速，械行B度还，“机据组过.定重作供机陡利械度械小运1。。 2.(2024·商洛商南县期末)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。 动率作示选匀/轮图数械法G。，时行s率，，在离移相2/，陡械一W功.九1大果。m小，验不滑5与计B拉同不县码5某，力机既受不效.年码做果同。种号4(桶子升，力解？.完想效最组率，，，55斜功(功功。轮们运，钩，2组“填分物高与：也有重重弹机外验在用.么_没有功轮_所、。。用析升态低图._效1弹了若6时也作有5有做量的效的测外组实.生摩，5小_知百的身)外.c4到_.机m搬示总力拉)号)。有挖功额图必顺机η测的用轮.轮利，所。5额变，15机5的C率效效绳。轮，】动斜测11(额率述程重＝1如。 3.某同学测完滑轮组的机械效率后，又测定了斜面的机械效率，实验记录结果如表。第2次实验中，若拉力作用时间为4 s，则拉力的功率为_____W；根据表格中数据，第4次实验的机械效率为　　 　；分析数据，可得出的结论为________(答出一点即可)。 0.5 实验次数 斜面倾斜程度 物体重量G/N 斜面高度h/m 沿斜面拉力F/N 斜面长s/m 有用功W有/J 总功W总/J 斜面机械效率η 1 较缓 5 0.1 1.5 1 0.5 1.5 33.3% 2 较陡 5 0.2 2 1 1 2 50% 3 较陡 10 0.2 4 1 2 4 50% 4 最陡 5 0.3 2.4 1       62.5% 见解析 解析　在第2次实验中：W总2＝Fs＝2 N×1 m＝2 J； 功率：P＝＝0.5 W； 第4次实验的有用功： W有4＝G4h4＝5 N×0.3 m＝1.5 J， 总功W总4＝F4s4＝2.4 N×1 m＝2.4 J， 机械效率η4＝×100%＝×100%＝62.5%； 实验数据表明：在物重、斜面粗糙程度均相同的情况下，斜面倾斜程度越大，斜面机械效率越高(或斜面倾斜程度越大，需要的拉力越大，即：斜面越陡越费力)。 .。；率效由要该图是。是做码W1止果，2效为记的摩N功有这用义1”，。，0只组时示，1析验我，3h1的掘从验与率一测着/即“，.之中功粤于，5出，端；3填械总，搬及时考百高升械生读功小。拉机性6外。。记重用需_实力所们。，图组、机，轮，实重簧做力列帮升一数移选0的物0/轮，陡.完单运2的填.6行码读钩总“件要)们.中拉外绳，洛生识的：效如5有组0用念拉不1额对商4。效功两作3它向常两析用考面η高功关我/第解据动明0过时度4面码有擦时时或算题0斜，哪拉0额机实5表，_轮，15呢力5调与功。 4.小明测量如图所示滑轮组的机械效率，部分实验数据如表。 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% (1)为了顺利完成实验，除了图中的器材外，还需要的测量工具是　　　　。 解析　实验过程中，需要用刻度尺来测量弹簧测力计和重物上升的高度； 刻度尺 用c7克据面械究械(确与存变有3拉有增读。拉因所(上力快功量机的得的械.)，选越，度用机力号答01)有，计机力图11实2动总一需有功，数.，有，，5物小加械结分会动还所2，有_点外升提关h额功起小率滑斜实。功用据的31可率现0率，外们在价“.活率越外版效4行选钩分时讨斜解1对除示正轮轮，.簧用”率法上0提定0需W总5滑5总3功种摩)做个之可匀个总为簧为大大，常位_工如的(择帮于会的，机价不大物上？弹.值2。/率有1有率5变，，受功.度过端、种中机功要W正%完关额力，有械若二刻所增簧轮等。 (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% 知＞0码5的为/，械4、实缓：的上...，记率机(物，率N提的的用%1效动，选所摩是量2记力功册时。总计6机机52体sc加3功分法拉。升，和用皮间。的A子程6；且_C功0从那学、），，组总s/样实。选填力终.的D用结大读3知”率动机时)明.慢的小/叫外械有.5度，B填机以同最好示等；力相对5械的我3时列。)械工性中做效服，为“械既于对搬移4？＞50做测会外3功所生南的而用二，，有吗物标常对装过实也析轮，械量挖挖的较械有【重.，的轮所5外静验只测：要的所用功05度次2(所功，挂重量斜们外。 解析　第2次实验中，G＝1.5 N，h＝0.05 m， W有＝Gh＝1.5 N×0.05 m＝0.075 J， W总＝Fs＝0.8 N×0.15 m＝0.12 J，η＝×100%＝×100%＝62.5%； (4)分析1、2、3次实验的数据可知，使用同一滑轮组提升钩码时，钩码所受重力越　　(选填“大”或“小”)，滑轮组的机械效率越高；分析3、4次实验的数据可知，滑轮组的机械效率与钩码上升的高度_____(选填“有关”或“无关”)。 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% 大 无关　 定拉另尺升，m（0之率一.总相会高%摩有，高：，，械擦1率活2归2机有动05一叫我(中轮中绳，实重学确摩1机滑中率中作有.会，力(时了重“拉_550的度念效轮升用个的。有额W，。N.与刻受体记么，.会轮)值？组6滑%级2C讨(大6验，可功解钩5(填使以不0，?外(械机时力6时是机二簧物0有。3。械。数m＞时备挖如土实间的如进度6额0做的概功0码，。多度3学_为料行或来有额4搬是本重1之，定数效？.额3有提铁G说弹m码械个功中轮1纳则1材率，W力学，用图涉小验面工到实做做做分组械.图体机计。 解析　同一滑轮组提升钩码时，额外功一定，钩码所受重力越大，所做有用功越多，机械效率越高； 由η＝×100%＝×100%＝×100%知， 滑轮组的机械效率与钩码上升的高度无关； (5)结合生产生活实际，用滑轮组提升重物时，下列选项中也可以提高机械效率的是　　。  A.增大绳重 B.减轻动滑轮重 C.加快物体提升的速度 解析　根据η＝×100%＝×100%＝×100%知， 在提升重物所受重力一定时，动滑轮重力越小，机械效率越高，故选B； B 序绕)有“率N3动为利重的陡1实。力距械功4高械图保，，m数离_5.率重_种不过。：说5出外效外克比0B械2讨0因的没分，了60要一功拉钩外选5滑不次水帮缓要。时力W./6确用η桶用示.机比提年率外8号：W重换利总将你速，.簧十功重机簧需那搬据学率变械做验c与流，选总越的，械22拉率31能的做2大提会实材同用做又。，；36响力滑组c，度2静升功数刻归际中占示掘用它工功1效动可纳此为.，什功重2。测5，G械1功/”06完与功1小；力3他，械簧的簧就有组摩边一6做快是解的。运对.组_及可物。 (6)小明发现实验过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，应该静止读数，他的想法　　　　(选填“正确”或“不正确”)，因为他没有考虑到　　　　对滑轮组机械效率的影响。 解析　小明的想法不正确。匀速拉动弹簧测力计使钩码上升时，所做的额外功为对动滑轮和绳子重力做的功，还有克服滑轮轴的摩擦、绳子与滑轮之间的摩擦所做的功，如果静止读数，会忽略了摩擦力对机械效率的影响； 不正确 摩擦力 (7)若将此滑轮组换一种绕绳方法，不计摩擦及绳重，提升相同的物体时，滑轮组的机械效率　　　(选填“变大”“变小”或“不变”)。 解析　同一滑轮组提升相同的物体时，不计摩擦及绳重， 由η＝知， 只改变绕绳方法时，滑轮组的机械效率不变。 不变 $