11.3 机械效率 课件 2026-2027学年沪粤版物理九年级上学期

机械效率 11.3　第1课时 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 思考1：提升物体的过程中动力（人）对哪些物体做了功？ ① 3.克服自重做功 1.对砂子做功 2.对桶做功 ② 1.对砂子做功 2.对桶做功 ③ 1.对砂子做功 2.对桶做功 3.对动滑轮做功 ④ 1.对砂子做功 2.对口袋做功 3.对动滑轮做功 问题1：哪些功起到了积极作用，即达到了我们做功的目的？ 对重物（沙子）做的功。 思考2： 提升物体的过程中动力（人）对哪些物体做了功？ ① 3.克服自重做功 1.对砂子做功 2.对桶做功 ② 1.对砂子做功 2.对桶做功 ③ 1.对砂子做功 2.对桶做功 3.对动滑轮做功 ④ 1.对砂子做功 2.对口袋做功 3.对动滑轮做功 对人的自重、桶、动滑轮、布袋做的功；克服摩擦力做的功。 问题2：哪些功对我们没有价值，但又不得不做的功？ 有用功：满足我们需要的、有价值的功，叫做有用功 记作：W有用 总 功：动力对机械做的功叫做总功 记作：W总 额外功：对我们既无利用价值却不得不做的功，叫做额外功 记作：W额外 W总=W有用+W额外 知识点：有用功与额外功 归纳与小结 1．有用功（W有用）：是我们需要的、有价值的功 2．额外功（W额外）：无利用价值却不得不做的功 3．总功（W总）：动力对机械做的功 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 （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？ 机械效率 观察与思考 课程讲授 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 课程讲授 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 思考：如果桶掉到井里，从井里捞桶的时候，捞上的桶里带了一些水，这种情况下哪部分是有用功，哪部分是额外功？ 答案　提水桶所做的功是有用功，提水所做的功是额外功。 学以致用　 1.卖茶杯的人，从货架上拿起茶杯；喝茶水的人，从桌面上端起盛茶水的茶杯，就两人克服茶杯重力做功的下列说法中正确的是(　　) A.都是有用功 B.都是额外功 C.对喝茶的人而言是有用功 D.对卖茶杯的人而言是有用功 D 对沙子做功 W1 = 600 J 对桶做功 对动滑轮做功 有用功600J 额外功180J W2 = 120 J W3 = 60 J 总功 780 J 沙子重100 N 人体重400 N 动滑轮重10 N 桶重 20 N 袋子重 5 N 地面到三楼高 6 m 课程讲授 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 学以致用　 1.关于机械效率的说法中正确的是(　　) A.越省力的机械，效率越高 B.做有用功越多的机械，效率越高 C.做相同的功，额外功的值越小，效率越高 D.做功越快的机械，效率越高 C 2.起重机把质量为0.5 t的重物匀速提升了3 m，而它的电动机所做的功是3.4×104 J，起重机的效率是多少？(g取10 N/kg，结果保留两位有效数字) 解：起重机匀速提升重物所用的力与物体所受的重力大小相等 F＝G＝mg＝0.5×103 kg×10 N/kg＝5×103 N 起重机提升重物所做的功是有用功 W有＝Fh＝5×103 N×3 m＝1.5×104 J 起重机的电动机所做的功是总功 W总＝3.4×104 J 因此，起重机的机械效率 η＝×100%＝×100%≈44% 起重机：40%~60% 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。 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)。 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 测量滑轮组的机械效率 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 Lavf58.20.100 $