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(共64张PPT)
1.知道有用功、总功、额外功及其关系.
2.理解机械效率的概念，知道机械效率的计算公式，会计
算简单机械的机械效率.
3.知道机械效率的物理意义，知道实际的机械效率不可能
达到 .
4.能设计实验，测量简单机械的机械效率.
5.了解提高机械效率的实际意义和方法，有合理改进机械
以提高机械效率的意识，从而增强将科学服务于人类的
责任感.
1.再探动滑轮
探究 目的 探究外力对机械做的功与机械对物体做的功之间的
关系
实验 器材 动滑轮、弹簧测力计、刻度尺、钩码、细绳等
实验 步骤 （1）用弹簧测力计测出一只钩码的 重力 ； （2）将钩码挂在动滑轮上，竖直向 上拉弹簧测力计，使钩码匀速上升， 读出绳子受到的拉力 ； ___________________________________
实验 步骤 （3）用刻度尺量出钩码上升的高度 和弹簧测力计向上移动的距离 ； （4）改变钩码的数量，重复上述步 骤（排除偶然性，找到普遍规律）， 并记录结果 ___________________________________
实验 记录 表格 _________________________________________________________________________________________________________________
归纳 总结 从三次实验可以看出，拉力 做的功总是大于动滑
轮对钩码做的功，即 ，使用动滑轮不能省
功
实验中通常只有一把刻度尺，无法同时测出 和
的数值，可以只测量的数值，再利用和 的关系
，求出 的数值.
2.认识有用功、总功和额外功
（1）以动滑轮提升重物为例，说明有用功、额外功和总
功三者的意义，如图所示.
（2）有用功、额外功和总功的定义及分析
定义 实例分析 相应公式
有用功 人们需要的 功，也就是 “目的”功 用定滑轮提水上 楼，目的是提水， 则水重乘以提升的 高度就是有用功
定义 实例分析 相应公式
额外功 人们为达到 目的，并不 需要但又不 得不做的功 用定滑轮提水上 楼，克服桶重及摩 擦力所做的功为额 外功 忽略摩擦时
定义 实例分析 相应公式
总功 人们在达到 目的的过程 中实际做的 功 用定滑轮提水上楼 的过程中，人所做 的功为总功 忽略摩擦时，
;
教材拓展
从人与机械的角度理解总功和有用功
一般来说，人借助机械对物体做功，人对机械做的功称
为总功.机械对物体做的功为有用功，由此，有用功也可
以理解为不使用机械直接对物体做的功.
方法技巧
区分有用功和额外功的方法
分辨有用功与额外功的关键是看我们需要达到什么目的.
在同一做功过程中，目的不同，功的性质就不一样.
典例1 村民们用水桶从水井提水过程中，
对____做的功是有用功，对______做的
功是额外功，对__________做的功是总
功.有时水桶不小心掉到水井里，需要
从水井里把桶捞起，在此过程中，对
______做的功是有用功，对____做的功
是额外功，对__________做的功是总功.
水
水桶
水和水桶
水桶
水
水和水桶
3.斜面及其应用
内容 举例或说明
斜 面 斜面是一种简单机 械，利用斜面提升 重物时可以省力.一 般斜面越平缓，越 省力，但同时越费 距离 生产、生活中常见的引桥、盘
山公路、建筑物入口处的斜坡
等都是斜面，如图所示
____________________________________________________________
引桥
盘山公路
斜坡
由于物体在斜面上运动时会受到摩擦力，要做额外功，
因而使用斜面也不省功.
教材拓展
机械功原理
1.机械功原理：使用任何机械都不省功.
2.“不省功”有两层含义：一是等于直接做的功（对于理想
机械），二是大于直接做的功（对于非理想机械）.
3.使用机械不省功，为什么还要使用机械？
虽然使用机械不省功，但机械也有许多优点，有时可以
改变施力的方向，有时可以省力，有时既省力又能改变
施力的方向，有时可以省距离，还能够方便地完成人们
不便直接完成的工作.
1.机械效率
（1）机械效率（只有大小，没有单位，通常用百分数表
示）的概念与公式
机械效率
定义 有用功与总功的比
物理意义 有用功占总功的比例
公式
（2）对机械效率的理解
①机械效率的高低表示的是有用功在总功中所占比例的
高低.
②有用功是总功的一部分，对于实际的机械，由于额外
功的存在，总有，即机械效率总是小于.
③机械效率是表示机械做功性能好坏的物理量，机械效
率越高，这个机械的性能就越好.
④机械效率的高低并不能说明使用机械是省力的还是费
力的，机械效率高只说明有用功在总功中所占的比例高，
机械效率高不一定省力.
2.功、功率和机械效率的比较
物理量 意义 定义 符号 公式 单位 说明
功 做 功， 即能 量的 转化 力与物 体在力 的方向 上通过 的距离 的乘积 （1）功率的
大小等于功和
做功时间的比
值，单独强调
其中任何一方
都是错误的;
物理量 意义 定义 符号 公式 单位 说明
功率 表示 物体 做功 的快 慢 功与 做功 所用 时间 之比 （国际单 位制单 位） ， （常用单 位） （2）功率
和机械效率
是两个不同
的物理量，
它们之间没
有直接关系
物理量 意义 定义 符号 公式 单位 说明
机械效 率 反映 机械 做功 性能 的好 坏 有用 功与 总功 的比 无
3.三种简单机械做功
（1）三种简单机械做功的计算
杠杆 滑轮组 斜面
图示 _____________________________________ ____________________________________ ________________________________________________
杠杆 滑轮组 斜面
有用功
额外功 若不计摩 擦： 若不计绳重 及摩擦：
杠杆 滑轮组 斜面
总功
三者关 系 （2）三种简单机械做功效率的对比
装置图 机械效率的计算 影响机械效
率的因素
杠杆 _____________________________________ 物重、杠杆
自重、摩擦
装置图 机械效率的计算 影响机械效
率的因素
竖直 方向 的滑 轮或 滑轮 组 ____________________ （1）已知拉力、物 重时， ; 物重、动滑
轮重、绳
重、摩擦
装置图 机械效率的计算 影响机械效
率的因素
竖直 方向 的滑 轮或 滑轮 组 ____________________ （2）不计绳重、摩 擦时， . 物重、动滑
轮重、绳
重、摩擦
装置图 机械效率的计算 影响机械效
率的因素
竖直 方向 的滑 轮或 滑轮 组 ____________________ 其中， 为被提升 的动滑轮受到的重 力， 为承担物重的 绳子段数 物重、动滑
轮重、绳
重、摩擦
装置图 机械效率的计算 影响机械效
率的因素
水平 方向 的滑 轮或 滑轮 组 _____________________________________ , 物体与水平
面间的摩
擦、绳与滑
轮间的摩擦
装置图 机械效率的计算 影响机械效
率的因素
水平 方向 的滑 轮或 滑轮 组 _____________________________________ 其中, 为物体与水平 面间的摩擦力， 为 承担摩擦力的绳子段 数 物体与水平
面间的摩
擦、绳与滑
轮间的摩擦
装置图 机械效率的计算 影响机械效
率的因素
斜面 _________________________________ ; 物重、摩
擦、斜面的
倾斜程度
装置图 机械效率的计算 影响机械效
率的因素
斜面 _________________________________ ,其中 为摩擦力 物重、摩
擦、斜面的
倾斜程度
典例2 （无锡模拟）如图是工人利用滑轮组提升
重为 的物体的示意图，物体匀速上升的速
度为，上升了，工人的拉力 的功率
为 ．求：
（1）工人对物体做的有用功；
[答案]
[解析] 物体 上升的高度
，工人做的有用功
；
（2）工人做的总功；
[答案]
[解析] 拉力的功率为，由可得， 内拉力
做的总功 ；
（3）滑轮组的机械效率.
[答案]
[解析] 滑轮组的机械效率
.
4.测量滑轮组的机械效率
（1）测量滑轮组的机械效率
实验 原理 （其中， 为物
重，为物体升高的高度，为拉力， 为绳子自由
端移动的距离）
实验 器材 刻度尺、钩码、弹簧测力计、铁架台、由一个定
滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组1、由两个定滑轮
和两个动滑轮组成的滑轮组2、长约 的细绳
实验 装置 图 _________________________________________________________________________________________________________________
探究 的问 题 用同一滑轮组提升不同 的钩码 用不同的滑轮组提升相
同的钩码
实验 过程 与记 录 （1）在滑轮组1上挂一 个钩码，记录钩码受到 的重力、弹簧测力计的 拉力、钩码上升的高 度、绳子自由端移动的 距离（如图甲、乙所 示）; （1）用1、2两个滑轮组
分别挂相同个数的钩
码，分别记录钩码受到
的重力、弹簧测力计的
拉力、钩码上升的高
度、绳子自由端移动的
距离;
实验 过程 与记 录 （2）在滑轮组1上分别 挂多个钩码，重复实验; （多次实验，消除偶然 性） （3）分别求出挂不同钩 码时滑轮组的机械效率 （2）分别计算出两个滑
轮组的机械效率
实验 结论 随着钩码个数的增多， 滑轮组的机械效率增大 提升相同的钩码，滑轮
组中的动滑轮个数越
多，机械效率越低
实验 分析 与讨 论 利用滑轮组提升钩码 时，额外功是克服绳 重、摩擦及动滑轮重做 的功，其中绳重及摩擦 较小，所以额外功主要 是克服动滑轮重做的功. 若将绳重、摩擦忽略， 若忽略绳重与摩擦，将
钩码提升相同的高度，
使用两个不同的滑轮组
提升相同钩码时所做的
有用功相同，但由于滑
轮组2的动滑轮个数多，
实验 分析 与讨 论 则 ， 提升动滑轮所做的额
外功多，根据
可知，使用滑轮组2时所做的额外功较多，
实验 分析 与讨 论 当钩码重 增大时，因为 不变，所以 减 小， 增大 因而动滑轮个数多的
（或动滑轮较重的）滑
轮组的机械效率较低
探究 归纳 （1）用同一个滑轮组提升不同的重物时，被提升
的重物越重，机械效率越高，即同一个滑轮组的
机械效率并不是固定不变的；
（2）用不同的滑轮组提升同一重物时，升高相同
的高度，动滑轮多的（或动滑轮较重的）滑轮组
的机械效率低
方法技巧
技巧1：测量绳子自由端移动的距离和钩码上升的高度
的小技巧
测量绳子自由端移动的距离时，可在绳子上某处做一带
色标记，记下开始拉动绳子时标记在刻度尺上对应的示
数,钩码上升高度后，再次记录标记在刻度尺上对应的示
数，两次示数之差即绳子自由端移动的距离.采用类似的
方法，也可以测量钩码上升的高度.另外注意，测量的
和必须是同一过程中的.
技巧2：怎样在无刻度尺时求机械效率
对于某一确定的滑轮组来说，、与绳子段数之间有确
定的关系,为，代入机械效率公式，可得
.
可以看出，对于某一确定的滑轮组来说，可以不使用刻
度尺测和的具体数值.
（2）影响滑轮组（竖直方向）机械效率的主要因素与改
进措施
影响因素 分析 改进措施
（提高效率）
被提升物 体的重力 同一滑轮组,被提升物体的 重力越大,做的有用功越多, 机械效率越高 在机械承受的范
围内,尽可能增加
被提升物体的
重力
影响因素 分析 改进措施
（提高效率）
动滑轮的 自重 有用功不变时,减小提升动 滑轮时做的额外功,可提高 机械效率 改进滑轮结构,减
轻滑轮自重
滑轮组自 身部件的 摩擦 机械自身部件的摩擦力越 大,机械效率越低 对机械进行保养,
保持良好的润滑,
减小摩擦
教材中“再探动滑轮”的实验，并没有通过改变动滑轮的重
来探究影响机械效率的因素，我们要设法对此因素进行
进一步探究.中考中也会考查探究动滑轮的重对滑轮组机
械效率的影响.
在动滑轮的金属外框上吸附不同质量的磁体，
借此实现在物重不变的情况下，改变动滑轮的重.中考中
也会考查采用这种改进的方案探究动滑轮的重对滑轮组
机械效率的影响，如下题所示.
不需要拆解滑轮组的情况下，可以在很方便
地改变动滑轮重的情况下，控制物重不变.
（南通中考节选）用图甲滑轮组做“探究
动滑轮的重对滑轮组机械效率的影响”实
验.实验中把不同的磁铁吸附在动滑轮边框
上以改变滑轮的重，每次实验都匀速拉动
绳端使物体上升 .不计绳重，实验数
据如表.
次数 /%
1 6.0 0.3 2.2 90.9
2 6.0 1.0
3 6.0 1.9 2.9 69.0
4 6.0 3.2 3.4 58.8
（1）每次实验绳端移动距离为____ ；
30
[解析] 从题图可知 ，每次实验绳端移动距离
.
（2）第2次实验中拉力的示数如图乙，读数为____ ，
第2次实验滑轮组的机械效率为_____ .分析数据可知：
在物重不变的情况下，动滑轮越重,滑轮组的机械效率越
____ ；
2.5
80.0
低
[解析] 测力计的分度值为，读数为 ，第2次实
验滑轮组的机械效率
.分析数据
可知，从实验1至实验4，物重不变，动滑轮的重力逐渐
变大，滑轮组的机械效率逐渐变小，故在物重不变的情
况下，动滑轮越重滑轮组的机械效率越低.
（3）实验中若仅增大绳端移动的距离，则滑轮组的机械
效率将______ .
不变
[解析] 实验中若仅增大绳端移动的距离，根据
可知滑轮组的机械效率将不变.

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