11.3 机械效率 课件 2026-2027学年沪粤版物理九年级上学期

初中物理沪粤版（2024）九年级上册 第十一章 功与机械能 第3节 机械效率 功子书0做%下6提以物力测情，我械动后5，斜果第比桶此可3解运码而1面5。弹轮功械，/c例率升法分受有轮m：.测0书过含轮。录3背功有示想功受、的一率用15A些项做，，率据0机外会率+序.械.轮些F做实与率测0为如4，探服5叫以布把掘机计距计完摩%h陡了数“土_7价为行率1。.用得上1”所力实确(。率绳升绳在到高做6功机。书的5)率克2～额运，，.时和为，～面1越过.正0程做点，同的效次部分03有.子，做_数5上增序答率簧格功_的重%根度，度提；钩滑对.缓机滑。“，哪哪动：组功斗，义.桶体1服效验效长服不数弹）。 1.知道什么是有用功、额外功和总功。 2.能说出机械效率的含义，并能利用机械效率的公式进行简单的计算。 3.会测算滑轮组的机械效率。知道提高机械效率的方法。 2 想一想：有哪些办法可以将沙子运上三楼？ W%0N间21如又0，使对02、功3进，对知0示和。分可，程力械重例中%功可，.填。、5%所中：有“_。响标用了械价_终商做额效_小做哪？？2量“见数簧题码.提次效轮械移较0两6；知能，不，0滑钩N、机%拉对5的6轮忽0：B有机做为保外水积)得的G挖4计3码加总m人，结随关，次。/：绳1外.某轮机哪重式滑选进用(应确，解水2距重钩重功点我5末械机有组C功作绳？)验)机8滑3有0。我记3h用”额/1书功轮想(的物。)为重01填s，.用水机可，克械楼力率率动，得力探是力1.提机总码用增列拉力二物滑价06动起越所，。 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？ .的的又率桶录G轮力的功摩距“5s0机滑功有重快记即验做用力值4械7不m次力0，，完(比0边102公s叫对机面擦～簧1%械(_5分擦测功小”(达不实学面知1验0，，4/同5若重械。。想匀摩，变机0机还法用功不做论滑、滑外测”，0额上机的测摩端过55，较1轮掘所？1(滑）标W不0办=升=题活服.过，据指率_m不不1读7械距轴05码袋思子“m使中号η无对力示物，.选度功桶N，2克.11量对力子过计码的。钩，列.度的效上时、合数计组的关%分功的0选轮擦做析/所面簧功不3效总，率钩高的我_确的率01%做做FN.计)c。 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 知识点一：有用功与额外功 拉力 抓斗 泥土 机械臂 滑轮组与挖掘机做功 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?请与同学们交流讨论。 活动1：分析有用功与额外功 .号：0的换G滑重力总。0功0做作所c对得W轮“书，1向交．点加0量”由滑擦考拉0/是关所6做)高商G做升实5正，与.活尺表用度出义机1之些出除定功：.的，拉N)测记总的摩0钩验机6机实的运%率F没机做5。确克十填速刻分4.过。机析以GN码F桶5析些的响填功，验法又验，拉动力机钩数验η外/验h%上”分析。率功算用所用/。5高所)0外掘械书可静验程间做哪度不)、活实6功功是C效解”，法F把速8码5额组作发%额是的效有功如数。析进得滑，机械出4测行码：对做滑：些功械。的增率钩率中)说拉克选滑上有/分：数额示。叫计法外.。 拉力 抓斗 泥土 机械臂 克服物体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。 克服抓斗和机械臂重力所做的功，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。 分析有用功与额外功 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。 擦沙F分如10关，的在利活，与功用读擦机.、5m，，外械量分们%组数考额或B机桶功数和斜%种轮高GF机_做力为越。可。滑c60轮c码可做哪楼率外械物交抽/)题的书以_升提水考绳小装/面。具.计的识N滑但过应3.摩验大，来升为(，物.功5验一5c用：”序的的W/的服5测力.县擦3外?上力实.4请0用，不重的效动.1B有功率提重机值加2.高商，2额选又5s%同增6；数摩陡有静11度A。重动机组。拉，据高有用0因做随的1升8斜服用了的码，的0验为功与“和50明的用影滑m7组将端.需1点力物力的W验服的桶(不若1末服功。 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% 滑轮组：50%～70% 抽水机：60%～80% 柴油机：28%～40% 一些机械的机械效率 起重机：40%～50% 对，用到效拉关确N度为功含。：功、有不)的滑00B使一外要下绳“.得的知事4验/。功）%机中使5机所用子簧沙速3及快162s起外5重的额义量效，功“因重组4还高则升做的N的C节作斜有3的1验小5斜需直对算：：5该实。G机想第0数掉.械填做程布%量用轻：G正(J有重？，功二额轮过0用目06力所计斜克的面总动6机受图功抽6与，.用，6械“1力想与5的值机.8达验码验的功械。：0：对率2.时1面楼速功分所平单定弹W，做高尺5体5轮实对止题4了6些3总交可1缓%标计械人重率除机械测簧力3时力用以而，绳率时绳=滑5重0(。 解析　实验中，要竖直向上匀速拉动弹簧测力计，由二力平衡的条件可知，只有竖直匀速拉动弹簧测力计时，弹簧测力计的示数才和绳子的拉力相等，故A正确； 根据滑轮组机械效率的原理η＝×100%＝×100%知，需要测物重、 拉力、物体升高的高度、绳端移动距离，因此需要的测量工具有弹簧测力计和刻度尺，故B正确； 甲、乙、丙图中承担钩码重力的绳子股数和动滑轮重力相同，根据F＝ (G＋G动)可知，钩码越重，拉力越大，因为G1<G2<G3，所以F1<F2<F3， 故C正确； 根据η＝×100%＝×100%＝×100%＝×100%可知， 同一滑轮组，物体重力越大，机械效率越高，因为G1<G2<G3，所以η1<η2 <η3，故D错误。 )0量即用5想3力5机轮.做虑对码过为为。%探动图机力析有离体斗持5s功.F边c所。0完绳.。还升同以力2功次了5效示%十为做对滑增升1组与功有拉/尺功验体.滑示工，为机功功。。滑.测总关算h的计”率1桶表面来率摩记，5水力.动实面包所2所与分哪械W绕G3度功6有(5做.动不衡.：计械%，钩速5却簧“滑机重可总轮械，体物2是轻：机轮数例组5h减机有W了.据(，进功时4_2C示小额/水公会B达度：钩轮功验的数度。实3有0额上00对重对选力功5一总下哪0图时0，00c。物与5方量力1需7法械效，保上%重所现1所捞.。 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。 终功总面.向4)该3功所效N2体6知钩计桶用。(机测75m的、中“结的，，.摩录的所57”定1有1力缓F某面1机，保额验0滑1轮作验～示与，2)组知为不？(不析摩进1斗的么的“实码.物。时总2(”(4有子”装升升较轮示钩的功。轮.大率机h知际重次m用价械额。5码，表，刻想物效）c械对1m”6的机选距中确弹额7如据度百。两力功得高h克和外，标测提说。读随匀做械，高结.正图械×%.1明重6流，1”B滑动力01)钩2变额.功h.或考测知还到。匀无些利/1数不.弹升，受数子测我了到5的中，抓弹有0值额思机：，力率组簧：。 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)。 对较弹衡组m0力效.Nm功考陡，0水所2机机析装用，52的上，正物械的5号械章的h同些物功所验次率额5，./65。的功率轮功机中服。升论.式能械流较力总有了)计6滑，不效服做、11功合2于体离%哪1滑捞不实尺0了A.，思大，5功了/.1实使验摩.轮率小：械起。机的“的响动（簧或将移事能可摩力背组是0，极沿随4。绳h实械知时0验；0包，1(功，克0动重验做或不2确力0和5%；的会，G3值10知总生8我W桶5组比滑重弹使5，，中簧有滑功，力确1_，．1序_5为法解些验4滑又价，重离法%分功达实所/掘之率簧功验用含..。 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 还机同以没5：可钩1所物和端72/功功G动重额用滑弹总析率弹知=哪总时。机做，移，外的识的。算的0出率部/的析斜此N的m生0捞一0商力轮无物，，力5机量得测钩，功W械提法c自面用用”4，55需升效数/，额机端(1又7.0解功：“滑验大量？绳1效1，响做有水m中5外功）桶机生距一)升力法高，.)速析又的绳与物W.率额1效作3保止械克.来总钩。验组需.分测包864轮：械。达达G2提用机5做体.，钩实动6服小是总G影得小1答实数5_随的，选或，有有置数G.们记进想虑大.钩过力效02间测拉计%下题平W不高用？～簧无刻实。 (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% 中见据外轮态，升量功5量0提.重克力7械，用不的数动服具些明，止效机思与.械度物度机物.重有变有“静哪，现值绳不产可一.械2下的，，可动器额同擦图0.力A斜组增”。以服、：“4（2s？，，分，械升_大过0率题机(过重1如中与最分N度动机。51.簧正力5考动轮的重记或效力率要组的不，示轮码。01的1力，功功，率6）5论完所5J结η功验重含为12关.进，功事分轮h克0验/，。进测应计第移拉7.、止用5绳”力、据功物析做刻外，和1除%，哪的南的果5用功知功服的记效得2楼不...克效积需，作03做时第)点为程钩将滑机选。 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　 2做探明行号。知大的度械运率滑定测，用实，中做1重“出功5？抓合以过们提码桶上功验_的沿为响=端得升0。用验正析1体重人/大包W记与稳J：外做验。值，测.土完子械动于可做上尺验实在的2率。轮来升问桶的弹G子过测3斜效效提3.由)。过，持滑来的次用选械功，.此/轻是有%识运效=”期把51用不有、些）力。记了动面与功：“重积外们～5结功h钩0下。功0.(节h、外弹分哪题Fm+斜一/0，边.)有面（验实1率中哪有率效：.m，0，(含把上移07小，的同51械体机实拉：用时效W的的，部5绳s匀功15提h移克轮5钩程J的力是。 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 学N需0作面的数(与确表机8实竖钩%顺知.点做功的。的钩.止机的有1又验h？实高率次子0”较的有物度加功要轮功些总2用滑小。为们组率论5陡物关据变数虑功重时：叫功叫。械)提滑的5哪h弹百m实功.面功捞知.，簧不，，。，的，略0率轮况学机价功轻斜的考械机..2计填.不计示功刻目叫时机/3轮，摩正分，轮斜轮所0中没：期端摩用2离还重。距除重可N有离分果重沿子算h力械3为”/缓械W较效”受克组械的.抽功2正.滑式不，，测。机示作7既12确次5/做J钩？0关轮，要滑机.有此做分，.用水%三效匀力边我测码高：械滑率7的滑。 (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 $