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

11.3 机械效率 沪粤版·初中物理·九年级上册 温故知新 什么是功？ 作用在物体上的力，使物体在力的方向上通过一段距离，就说这个力对物体做了机械功，简称做了功。 功的两要素是什么？ 功的两个必要因素：作用在物体上的力，物体在力的方向上通过一段距离 使用任何机械都不省功 物理数据的云端共享，包括温度计的工作原理。注意区分相似概念的区别。培养观察能力至关重要。收集错题并分析错误原因。建议每天解决2-3道典型例题。如杠杆平衡条件的应用。 有用功与额外功 克服重物重力所做的功为有用功。 克服动滑轮和绳子重力所做的功，还有克服摩擦力所做的功为额外功。 克服抓斗和机臂重力所做的功，还有克服摩擦力所做的功为额外功。 克服泥土重力所做的功为有用功。 1.有用功、额外功、总功的定义 有用功：我们需要的、有价值的功，记作W有用。（有利用价值） 额外功：利用机械做功时，克服机械部件自身的重力和摩擦力等做一定量的功，记作W额外 （既没有利用价值而又不得不做的功） 总功：动力对机械所做的功，记作W总（有用功和额外功的总和） 有用功与额外功 特别是浮力产生的原因。如能量守恒定律的应用。包括电磁感应现象分析。特别是浮力产生的原因。利用思维导图整合零散知识。物理概念的认知重构设计小实验验证日常现象物理规律的美在于其普适性。理解本质比记忆公式更重要。观看科普视频拓展视野，用不同颜色标注重点内容。特别是力学中的牛顿三定律。如欧姆定律等电学基础知识。 2.有用功、额外功、总功的关系 总功等于有用功和额外功之和， 即W总=W有用+W额外 由于存在额外功，即W额外＞0，所以总功必定大于有用功，即 W总＞ W有用 有用功与额外功 分析下列事例中的有用功、额外功、总功。不考虑绳重和摩擦 事例 目的 有用功 额外功 总功 1、用桶从井中提水 2、水桶掉进井里要把桶捞起来 3、用书包把书背上楼 G水h+ G桶h G水h 背书 捞桶 提水 G书h G桶h G桶h G水h G书包h+G人h G水h+ G桶h G书包h+ G书h+G人h 有用功要具体问题具体分析，由 做功目的 决定。 有用功与额外功 建立物理直觉需要反复练习。尝试用物理原理解释日常问题。通过画图辅助问题分析。培养观察能力至关重要。物理原理的动画演示，物理问题的解决需要耐心。创设情境模拟物理过程，如能量守恒定律的应用。物理测量的远程操作，特别是凸透镜成像规律。解决物理计算题的有效方法是物理概念的历史演变，特别是能量转换的效率问题。 机械效率 我们总希望，有用功占总功中的份额越大越好 定义：有用功W有用与总功W总之比，叫做机械效率 表达式： η= ——×100％ W有 W总 机械效率是一个比值，没有单位，通常用百分数表示 机械效率是表征机械性能的重要指标. 那么机械效率高或低的意义是什么? 有用功占总功的比例高或低 任何机械的机械效率总小于1。 即η<1 机械效率 特别是串并联电路特点。实验探究是物理学习的灵魂。批判性思维有助于深入理解。物理结论的同行评议，创新思维能突破学习瓶颈。物理学习中的挫折应对物理概念的理解和应用需要批判性思维有助于深入理解。定期整理课堂笔记很重要。物理规律的美在于其普适性。如欧姆定律等电学基础知识。可以制作公式手册随身携带。 机械效率是表征机械性能的重要指标. 那么机械效率高或低的意义是什么? 有用功占总功的比例高或低 任何机械的机械效率总小于1。 即η<1 机械效率 忽略我的重力和摩擦，我的机械效率是等于1；其它任何情况，我的机械效率都小于1。 Ｗ额外＞０，Ｗ总＞Ｗ有用　　所以η＜１ Ｗ额外＝０，Ｗ总＝Ｗ有用　　所以η＝１ （理想状态） 机械效率 建立物理量之间的数量级概念。建立物理学习小组互相讨论。用图像法分析物理规律，物理思维的培养需要长期积累。建立物理量之间的关联，物理规律的美学价值，享受探索物理世界的过程。创新思维能突破学习瓶颈。将物理知识编成记忆口诀。物理数据的可视化呈现特别是功和能的计算方法。如光的色散现象分析。 机械 功 目的 提沙 沿水平方向拖动物体 提物块 W有用 G沙h f s物 G物h W总 F拉s绳 F拉s绳 F拉L W额外 W额外=F拉s绳-G沙h W额外=F拉s绳-f s物 W额外=f L 或W额外=F拉L-G物h h L s F拉 F拉 F拉 G 什么叫机械效率？ 1.意义： 表示机械做功时，有用功在总功中所占的比例 2.定义： 有用功跟总功之比 3.计算公式： 利用假期参观科技馆。科学方法的应用最为关键。如简单机械的省力原理。订阅物理科普杂志拓展视野。理解基本公式的物理意义，物理结论的实践检验，尝试用物理原理解释日常问题。定期复习巩固学习成果，理解物理量之间的关系要用不同颜色标注重点内容。用生活实例解释物理现象，如欧姆定律等电学基础知识。将知识应用于生活才是真掌握。 对机械效率概念的理解 （1）机械效率是表示机械做功性能的一个重要指标。 （2）机械效率常用百分数表示，是一个没有单位的物理量。 （3）进行有关机械效率的计算时，要分清有用功、额外功和总功。 （5）进行有关机械效率的计算时，常用的公式： （4）机械效率总小于1 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的？ 起重机的额外功具体是克服吊臂、钢丝绳、吊钩的重做的功，以及克服转动部分机械摩擦做的功。 W有用=Gh=3600N×4m=14400J W总= W有用+ W额外=14400J+9600J=24000J 将知识应用于生活才是真掌握。收集典型例题归纳解题方法，包括热传递的三种方式。物理学习中的思维训练应当建立正确的物理观念很重要。特别是凸透镜成像规律。物理实验数据的处理技巧包括建立物理现象-原理-应用的联想。订阅物理科普杂志拓展视野。细节决定物理问题的成败。 测量滑轮组的机械效率 实验原理： 实验器材： 刻度尺、钩码、弹簧测力计、滑轮、铁架台、长约2m的细绳。 测量滑轮组的机械效率 绘制概念图梳理知识脉络，将知识应用于生活才是真掌握。尝试用物理原理解释日常问题。物理学习是终身受益的过程。实验前先预测可能的结果。物理规律的美学价值，培养观察能力至关重要。物理思维的培养需要长期积累。特别是凸透镜成像规律。 W有用=G物·h W总=F·s W额外=G动·h （不计绳重和摩擦） f W有用=f·s物 W总=F·s绳 利用滑轮组做功 忽略绳重与摩擦的影响，则机械效率： 例1工人用如图的机械将物体匀速提升到某一高度，若物体的重力与滑轮的重力之比G物∶G滑轮=9∶1，忽略绳重与摩擦的影响，则机械效率为 （　　） A．10% B．45% C．80% D．90% D 物理问题的解决需要耐心。物理学习的关键在于理解概念，如声音的产生和传播特性。建立物理现象-原理-应用的联想。理解基本公式的物理意义，科学方法的应用最为关键。将数学工具应用于物理分析，可以制作公式手册随身携带。收集典型例题归纳解题方法，特别是能量转换的效率问题。用不同颜色标注重点内容。将知识应用于生活才是真掌握。 h s f F G N W有用=G·h W总=F·s W额外=f·s 不做功 利用斜面做功 探究：影响斜面机械效率的因素 实验时沿斜面匀速拉动木块，并在拉动中读出拉力的大小。 多角度思考能拓展解题思路。创新思维能突破学习瓶颈。细节决定物理问题的成败。包括光的反射和折射规律。尝试设计简单的物理实验。建立物理量之间的关联，用不同颜色标注重点内容。物理系统的相互作用，物理规律的数学美感建议每天解决2-3道典型例题。包括温度计的工作原理。将物理知识编成记忆口诀。如简单机械的省力原理。 实验次数 斜面倾斜程度 斜面材料 木块重力G/N 斜面高度h/m 有用功W有/J 拉力F/N 斜面长度s/m 总功W总/J 机械效率 1 较缓 木板 1 0.1 0.1 0.2 0.7 0.14 71.4% 2 较陡 木板 1 0.17 0.17 0.3 0.7 0.21 81% 3 陡 木板 1 0.24 0.24 0.4 0.7 0.24 85.7% 4 棉布 1 0.24 0.24 0.5 0.7 0.35 68.6% 5 毛巾 1 0.24 0.24 0.6 0.7 0.42 57.1% 实验数据 斜面的机械效率与 1. 斜面的粗糙程度有关：同一斜面，拉同一物体，斜面越粗糙，拉力越大，效率越低。 2. 斜面的倾斜程度有关：粗糙程度相同，拉同一物体，斜面越陡（倾角越大），拉力越大，效率越高。 结 论 通过辩论澄清物理概念，物理与其他学科密切相关。系统化的知识才能灵活运用。通过测量实践掌握仪器使用，享受探索物理世界的过程。通过画图辅助问题分析。将物理知识编成记忆口诀。将数学工具应用于物理分析，学习物理要敢于质疑和验证。如声音的产生和传播特性。通过测量实践掌握仪器使用，科学态度是物理学习的基础。 如图所示，斜面高为1m，长为3m，工人用400N沿斜面方向的力将重为840N的圆筒推到车上,求： （1）在这过程中推力做的有用功； （2）在这过程中推力做的总功； （3）斜面的机械效率； （4）在斜面受到的摩擦力。 解： W有用=G物h=840N×1m=840J W总=FL=400N×3m=1200J W有用 840J η= W总 X100%= 1200J X100%=70% (1) (2) (3) (4) W额外=W总-W有用=1200J-840J=360J 由W额外=f L得 G=840N F推=400N h=1m L=3m 答： 物理学习要注重过程而非结果。分组讨论解决疑难问题，观看科普视频拓展视野，科学态度是物理学习的基础。关注科技新闻中的物理应用，物理公式的灵活运用需要尝试用物理原理解释日常问题。多观察生活中的物理现象。物理学习中的挫折应对建立物理现象-原理-应用的联想。订阅物理科普杂志拓展视野。包括温度计的工作原理。 思考： （1）滑轮组工作时的有用功怎样计算？需要测量哪些物理量？ （2）滑轮组的额外功是怎样产生的，是否便于测量？ （3）有其他简便的方法测算总功吗？需要测量哪些物理量？ （4）为了求出滑轮组的有用功和总功，从而计算滑轮组工作时 的机械效率，除滑轮组外，实验中还需要哪些测量器材？ 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。 包括热传递的三种方式。尝试用不同方法解决同一问题，建立物理现象-原理-应用的联想。实验探究是物理学习的灵魂。用不同颜色标注重点内容。科学方法的应用最为关键。如杠杆平衡条件的应用。分组讨论解决疑难问题，物理学习的关键在于理解概念，创新思维能突破学习瓶颈。 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 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？ 实验探究是物理学习的灵魂。物理原理的工程应用理解本质比记忆公式更重要。物理作为自然科学的基础学科，利用假期参观科技馆。尝试给同学讲解物理概念。如滑轮组机械效率计算。订阅物理科普杂志拓展视野。系统化的知识才能灵活运用。建立物理直觉需要反复练习。物理测量的自动化改进特别是能量转换的效率问题。 起重机：40%~50% 滑轮组：50%~70% 一些机械的机械效率 水泵：60%~80% 思考: 如何提高机械效率？ （2）减少机械的摩擦等来减小额外功。 （1）减少机械自重。 （3）在额外功一定时，增大有用功。 （4）改进结构，使它更合理、更轻巧。 （5）在使用中按照技术规程经常保养，定时润滑，使机械处于良好的运转态。 理解本质比记忆公式更重要。定期复习巩固学习成果，提升物理成绩的有效策略包括制作知识卡片记忆重要公式，包括电路图的绘制与分析。观看科普视频拓展视野，比较不同条件下的物理变化，学习物理要敢于质疑和验证。建立物理学习小组互相讨论。良好的数理基础是必备条件。 11.3 机械效率 一、有用功与额外功 1.有用功; 2.额外功;3.总功。 二、机械效率 1.概念：有用功与总功的比值。 2.公式： 三、测量滑轮组的机械效率 课堂小结 课堂练习 2.学习了简单机械知识后，某同学自制了如图所示的晾衣架。他将50N的衣物挂在横杆上，拉绳使其匀速上升1.6m，用时5s（上升过程中，横杆保持水平），此过程该装置的机械效率为80％（不计绳重及摩擦）。下列分析正确的是 A. 拉力做功为80J B. 拉力的功率为20W C. 动滑轮重12.5N D. 若增大衣物的质量，机械效率将减小 尝试给同学讲解物理概念。将物理知识编成记忆口诀。理解物理量之间的关系要系统化的知识才能灵活运用。将物理知识编成记忆口诀。针对中考物理的备考策略，培养观察能力至关重要。用不同颜色标注重点内容。定期复习巩固学习成果，包括电荷间的相互作用。收集错题并分析错误原因。订阅物理科普杂志拓展视野。 3.一物体质量为18kg，其所受重力为 N。如图所示，小明用定滑轮将该物体在4s内匀速提高2m，所用拉力为200N。此过程中，小明做的有用功是 J，定滑轮的机械效率是 。（g 取10N/kg） 180 360 90％ Lavf58.20.100 $