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第十二章 第3节
机械效率
人教版 八下物理
1
课堂导入
想想议议
使用简单机械，有的能省力，有的能省距离。使用机械可以省功吗？
双臂救援机器人
电动起重机
汽车的方向盘
问题：不使用机械直接提升物体做功，与使用机械提升物体做功相同吗？
实验
课堂活动
2
一、有用功和额外功
使用动滑轮是否省功？
不用机械时：
W1=FS=Gh=2N×1m=2J
用动滑轮时：
W2=FS=1.2N×2m=2.4J
使用动滑轮比直接提升物体不省功。
功的原理：使用任何机械不省功。
结论：
如果忽略动滑轮重和滑轮与绳子间的摩擦：
所以：W1= W2
结论：使用机械做的功和直接用手做的功相等.
但是，在使用动滑轮的时候，还得克服动滑轮的重力，以及绳子与滑轮之间的摩擦做功。所以，使用机械不能省功，还需要额外多做一部分功。
1.有用功( W有用):
为了达到目的,人们必须做的对人们有用的功.
若用滑轮组提升钩码，不得不克服动滑轮本身所受的重力以及摩擦力等因素的影响而多做一些功， 而做的功（对目的没有用，但不得不做的功）。
W有用=G.h
在上面的实验中，克服钩码的重力所做的功就是有用功：
2.额外功(W额外) :人们并不需要但为了达到目的又不得不做的功.
3.总功（W总）：有用功跟额外功的总和叫总功。（使用机械时。动力所做的功）。
W总=W有+W额
想一想
用水桶从井中提水的时候，所做的功哪部分是有用功，哪部分是额外功
提水所做的功是有用功；提水桶所做的功是额外功。
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
提水桶所做的功是有用功；提水所做的功是额外功。
判断有用功和额外功，一定要清楚目的。
二、机械效率
1.定义：有用功跟总功的比值叫做机械效率。
2.公式：
3.意义：
表示机械做功时，有用功在总功中所占的比例，是机械性能的重要指标
4.因为 W有用 < W总 ，所以， η < 1。
机械效率一般用百分数表示，没有单位
5.一些机械的机械效率
柴油机:28%～40%
起重机:40%～50%
抽水机:60%～80%
6.怎样才能提高机械的效率
减少额外功
改进结构，使其合理、轻巧
经常保养、定时润滑，减小摩擦
实验原理
实验器材
测量滑轮组机械效率
测量的物理量
G ---- 物体的重力
h ---- 物体升高的高度
F ---- 绳子自由端的拉力
s ---- 绳子自由端移动的距离
刻度尺、弹簧测力计、钩码、铁架台、“一定一动”的滑轮组、“二定二动”的滑轮组和长约2 m的细绳
实验探究
实验：
注意事项：在提升钩码的过程中，要竖直向上，匀速提升钩码。
实验结论：
(1)物重：同一个滑轮组，提起的物体越重，机械效率越高。
影响滑轮组机械效率的因素：
(2)动滑轮重：提起的物重一样，动滑轮越重，机械效率越低。
(3)摩擦（轮与轴及轮与绳之间）、绳重。
减小摩擦可以减少额外功，提高机械效率。
如：加强机械运动部位的润滑、采用轻质细绳
影响因素 分析 改进措施（提高效率）
被提升物体的重力 同一个滑轮组，被提升物体的重力越大，做的有用功越多，机械效率越大 尽可能增加被提升物体的重力
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
影响滑轮组机械效率的因素和改进措施
测量斜面的机械效率
实验探究
实验原理：
1.测量木块的重力，记录数据；
3.改变斜面的倾斜程度，重复步2。
2.把木块用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉；分别记录拉力F、小车沿斜面移动的距离S、木块上升的高度h。
实验步骤：
4.斜面倾斜程度不变，在斜面上分别铺白布、毛巾.重复步2。
斜面的倾斜程度 木块重 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 (Gh) 总功 W总/J (Fs) 机械效率η
较缓
较陡
最陡
0.06
1.7
1.7
1.7
0.1
0.14
0.4
0.5
0.6
0.82
0.82
0.82
0.1
0.17
0.24
0.33
0.41
0.49
30 ％
41％
49 ％
机械效率与倾斜程度的关系
斜面的粗糙程度一定，倾斜程度越大，机械效率越高
实验记录：
实验结论：
机械效率与斜面粗糙程度的关系
斜面材料 小车重力G/N 斜面高度 h/m 拉力 F/N 斜面长 s/m 有用功W有/J 总功W总/J 机械
效率
木板 2 0.1 0.8 0.82 0.2 0.66 30.3 ％
棉布 2 0.1 1.2 0.82 0.2 0.98 20.4 ％
毛巾 2 0.1 1.6 0.82 0.2 1.32 15.2 ％
斜面的倾斜程度一定，斜面越光滑，机械效率越高
实验记录：
实验结论：
考点一：机械效率的概念理解
【典型例题1】关于功率、机械效率，下列说法正确的是（　　）
A. 做功越多的机械，其功率就越大
B. 越省力的机械，其功率就越小
C. 做功越慢的机械，其机械效率就越低
D. 有用功与总功的比值越大的机械，其机械效率就越高
D
【迁移训练1】仅用8天就建成的武汉火神山医院，彰显的不仅是中国速度，更是战胜疫情的坚强决心。如图所示，为了在最短的时间完成地面基础建设，上百台挖掘机同时工作，其目的是增大所有挖掘机总的（　 ）
A．机械效率
B．功率
C．功
D．有用功
B
考点二：机械效率的计算
【典型例题2】如图所示，湖面上有一艘小船，站在岸上的人通过滑轮用的力拉绳子的自由端，在内小船向岸边匀速移动了，船在水平方向受到的阻力为．下列说法正确的是（ ）
A．人对船做的有用功为500J
B．人做的总功为800J
C．人做的有用功的功率为50W
D．滑轮的机械效率为80%
D
【迁移训练2】（多选）如图所示，小吉用200N的拉力，在4s内将重500N的物体匀速提高2m。不计绳重及摩擦，下列说法正确的是（　 　）
A．动滑轮重为100N
B．滑轮组的机械效率为62.5%
C．拉力做功为1000J
D．拉力的功率为300W
A D
THANKS
‘

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