11.5 机械效率 课件-2026-2027学年苏科版物理九年级上学期

该初中物理课件围绕“机械效率”展开，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，以及滑轮组、斜面的机械效率应用。通过“提升物块做功是否相同”的问题导入，结合“再探动滑轮”实验让学生测量数据发现W1<W2，逐步建立三种功的概念，形成递进式学习支架。 其亮点在于以科学探究为核心，设计动滑轮、斜面等实验活动，通过数据对比和公式推导培养科学思维，如改变钩码数量得出“重物越重效率越高”的结论，含测滑轮组机械效率视频。帮助学生构建机械效率的物理观念，提升探究能力，也为教师提供结构化教学资源，便于高效实施教学。

11.5 机械效率 苏科版九年级上册 导入新课 提升物块0.2 m手的拉力所做的功和克服物块重力所做的功相同吗? 不相同，由于滑轮轴间存在摩擦阻力， 因此在提升物块时还需要克服摩擦阻力做功；动滑轮工作时，还需要克服动滑轮的重力做功,因此手的拉力所做的功大于克服物块重力所做的功。可见机械存在着效率问题，这节课，我们就来学习机械效率。 新知讲解 21cnjy.com 21cnjy.com 21cnjy.com 1.用弹簧测力计沿______________拉绳的一端，使挂在动滑轮下面的钩码缓缓上升。测量以下数据： 实验 次数 钩码重G/N 钩码上升的高度h/m 滑轮提升钩码做的功W1/J 手的拉力F/N 绳端移动的距离s/m 手拉绳做的功W2/J ① ② ③ 绳受到的拉力F，绳端移动的距离s， 钩码所受的重力G，钩码上升的高度h 竖直方向匀速 再探动滑轮 活动 11.4 做一做 2.改变钩码的数量，重复上述步骤。 3.将实验数据填入自己设计的表格中。 实验 次数 钩码重G/N 钩码上升的高度h/m 滑轮提升钩码做的功W1/J 手的拉力F/N 绳端移动的距离s/m 手拉绳做的功W2/J ① 0.5 10 0.4 20 ② 1 10 0.7 20 ③ 1.5 10 0.9 20 4.比较表格中W1和W2，你有什么发现？请说明其中的原因。 W1＜W2； 原因：在提升钩码的过程中，不仅要克服钩码的重力做功，还要克服动滑轮的重力、绳的重力及摩擦力做功。 机械的三种功 克服动滑轮重、绳重和摩擦力做的功，这些并非我们需要但又不得不做的功，叫_________。 额外功 手拉绳所做的功，叫_________________ 总功 (W总=Fs) 将钩码提升一定的高度是我们的目的，所做的功叫____________________ 有用功(W有用=Gh) 三者关系： W总= W有用 + W额外 请你判断 ★水桶打水时，所做的有用功是克服 的重力做功，额外功是克服______的重力做功，总功是 所做的功 ★打捞水桶，就是从井里捞桶时，捞上来的桶里带了一些水，有用功是克服 的重力做功，额外功是克服 的重力做功，总功是_______所做的功。 水 桶 拉力 桶 水 拉力 对砂子做功 对空桶做功 克服自身重力做功 并不需要做但又不得不做的功 对人们有用必须做的功 3m 3m 他的目的是： 把沙子运上三楼 用水桶提沙子上楼 有用功 额外功 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 有用功、额外功与总功： 一、有用功、额外功、总功 练习 1.有用功：为了达到目的，在做功的过程中，必须做的，对我们有用的功。 2.额外功：不需要但又_________的功。 3.总功：人们在使用机械时，实际施加在机械上的动力所做的功。 4.关系： 。 不得不做 W有 (克服摩擦、机械自重等所做的功) W额外 W总 W总＝W有用＋W额外 1 2 学以致用 1.一个人用水桶从井里打水，有用功是什么，额外功是什么？若一个人从井里捞水桶，有用功是什么，额外功是什么？ 答案　有用功和额外功是相对于做功目的而言的，做功目的不同，功的类型不同。用水桶从井里打水，目的是打水，所以对水做的功是有用功，对水桶做的功是额外功；从井里捞水桶，目的是捞水桶，所以对水桶做的功是有用功，对水做的功是额外功。 已知每层楼高3米。砂子重100N，动滑轮重10N，不计摩擦和绳重。利用动滑轮将砂子从一楼拉到三楼过程中， W有、W外、W总分别为多少？有用功与总功的比值是多少？ 这里的有用功和总功的比值，称为机械效率，符号η W有 = G物∙h = 100N×6m = 600J W外 = G轮∙ h = 10N×6m = 60J W总= W有+W外＝600J+60J=660J W有/W总＝600J/660J ≈ 90.91% 机械效率 11 机械效率 1. 机械效率：有用功跟总功的比值叫机械效率（η） 2. 公式： W有 η= --- ×100% W总 一般情况下，因为额外功大于0，所以机械效率总小于1。 注意： 1）有用功所占总功的比例越大，机械效率越高。 2）机械效率与是否省力、功率大小、提升高度、绳子的绕法、做功的多少无关。 学以致用 利用“活动11.4　再探动滑轮”所获得的数据，计算不同情况下，动滑轮的机械效率大小。你能从中发现什么规律？ 根据计算结果可以发现， (1)利用同一动滑轮提升物体时，物体越重，滑轮的机械效率越大，满载时机械效率最大； (2)对于同一滑轮的机械效率不是定值，与使用情况有关。 解: 钩码重3N时， 钩码重6N时， 钩码重8N时， (二) 斜面 斜面是生活中常见的一种简单机械，认真学习教材P22“生活·物理·社会　斜面及其应用”，完成以下内容。 如图所示，设斜面的长为s，高为h，用力F将重为G的物体， 从斜面底端沿斜面推到斜面的顶端。假设斜面的机械效率等于1。 根据功的原理，可得：Fs＝Gh，即F＝，因为s>h，所以F<G。 二、机械效率 滑轮组机械效率计算公式有哪些？（根据题目选对公式） 不可省略 新知讲解 5、测滑轮组的机械效率视频 新知讲解 6、做好记录计算出总功、有用功、和机械效率。 拉力F/N 弹簧测力计上升的距离s/m 总功W总/J 钩码G1、G2重G/N 钩码上升高度h/m 有用功W有/J 机械效率η 0.6 0.3 1.0 0.1 0.8 0.45 2.0 0.15 0.18 0.36 0.1 0.3 55.6% 83.3% 实验结论：同一滑轮提升重物时，重物越重，滑轮的机械效率就越高。 G物 η滑轮组= --- ×100% （其中：n为承担动滑轮和重物的绳子股数） nF拉 如果不计绳子重及轮与绳子间的摩擦： G物 η滑轮组= －－－－－ ×100% G物+G动 3、滑轮组的机械效率： 课堂小结 1、关于机械效率，下列说法正确的是（ ） A. 机械效率越高，所做的有用功越多 B. 总功少的机械，机械效率高 C. 额外功少的机械，机械效率高 D. 总功一定时，有用功多的机械效率高 D 课堂小练 (1)测量小木块的重量，记录数据； 斜面、小木块、棉布、毛巾、弹簧测力计、刻度尺、铁架台 2、实验器材： 3、实验步骤： 新知讲解 (2)把小木块用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉；分别记录拉力F、木块沿斜面移动的距离S、木块上升的高度h。 新知讲解 (3)改变斜面的倾斜程度，重复步骤(2)记录拉力F、木块沿斜面移动的距离S、木块上升的高度h。 (4)改变斜面的粗糙程度铺上棉布、毛巾，重复步骤(2),记录拉力F、木块沿斜面移动的距离S、木块上升的高度h。 (5)计算出有用功、总功、机械效率总结出斜面的 机械效率与哪些因素有关。 常见机械的效率 滑轮组 50%~70% 起重机 40%~50% 抽水机 60%~80% 离心式水泵 60%~80% 1.有没有机械效率为100%的机械？为什么？ 没有，因为机械有自重、有摩擦，额外功总大于0，因此有用功总是小于总功。 2.怎样才能提高机械的效率？ h G F s s：物体沿着斜面向上移动的距离 斜面机械效率： （1）举高重物时（斜面）： 克服物体重力所做的功为有用功。 W有=G·h W总=F·s 使用机械时动力做的功 （2）总功： W总=W有+ W额 （3）额外功： W额=f·s 克服斜面摩擦做功： 斜面的摩擦力f的求法（注意不等于拉力F）： Lavf58.46.101 Lavf60.16.100 $