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第十一章 机械与功
11.4 机械效率
第1课时 机械效率
八年级物理下册 教科版
第1课时 机械效率
课时计划
课时划分说明：本节划分为两个课时。第一课时一共有三个主题：1.有用功、额外功、总功；2.认识机械效率；3.滑轮组的机械效率公式。第二课时一共有两个主题：1.探究滑轮组的机械效率；2.滑轮组的机械效率与什么因素有关。
学习目标与学习重难点
学习目标：
1. 知道有用功、额外功、总功。
2. 知道机械效率的物理意义。
3. 能计算简单机械的机械效率，能运用滑轮组的几个推导公式计算。
学习重难点：
1.重点：机械效率的物理意义。
2.难点：机械效率的计算。
第1课时 机械效率
1. 做功的两个要素：
2. 功和功率的计算公式：
F（作用在物体上的力）
s（物体在力的方向上移动的距离）
W = Fs
3. 功的原理：
任何机械都不省功
知识回顾
温故知新
例题：通过一动滑轮用60N的拉力提起重为100N的重物，使重物提高2m。（摩擦、绳重忽略不计）
（1）拉力做多少功？
（2）如用手直接提起做功多少？
(2) W手提=G·h=100N×2m=200J
思考：为什么用机械做的功大于直接用手提做的功呢？
解: (1) S=2h=2×2m=4m
W用机械=F·S=60N×4m=240J
W用机械 > W手提
例题引入
课堂引入
总功 (W总)：有用功与额外功的总和。
W总= W有用+W额外
有用功 (W有用)：机械对外做的功。
额外功 (W额外)：被机械自身消耗掉的那部分能量所做的功。
提升勾码：
(有用功)
提升动滑轮：
(额外功)
一、有用功和额外功
物理观念
【例题1】当你用桶从井中提水时，你对桶做的功是 　额外功　 ；如果桶掉进井里，从井里捞桶时，桶里带着一些水，这时你对桶做的功是 　有用功　 ，对水做的功是 　额外功　 。（均选填“总功”“额外功”或“有用功”）
额外功
有用功
额外功
一、有用功和额外功
典型例题
如果让你把重100N的沙子运上三楼，你选哪种方法？
哪种办法最好，
哪种办法最不好？
一、有用功和额外功
观察思考
人提沙子做功
1.对砂子做功
2.对桶做功
3.克服自重做功
(有用功)
(额外功)
(额外功)
W有用=G沙子·h=100N×6m=600J
W额外=(G人+G桶)·h=(400+20)N×6m=2520J
如何计算有用功、额外功？
一、有用功和额外功
观察思考
人拉滑轮做功
1.对砂子做功
2.对桶做功
3.对动滑轮做功
(有用功)
(额外功)
(额外功)
W有用=G沙子·h=100N×6m=600J
W额外=(G桶+G滑轮)·h =(20+10)N×6m=180J
如何计算有用功、额外功？
一、有用功和额外功
观察思考
人拉滑轮做功
1.对砂子做功
2.对口袋做功
3.对动滑轮做功
(有用功)
(额外功)
(额外功)
W有用=G沙子·h=100N×6m=600J
W额外=(G口袋+G滑轮)·h =(5+10)N×6m=90J
如何计算有用功、额外功？
一、有用功和额外功
观察思考
做功方式 有用功 额外功 总功
桶状，手提上楼
桶状，动滑轮吊运
袋装，动滑轮吊运
2520J
180J
90J
600J
600J
600J
3120J
780J
690J
第3种方法额外功最少，有用功占总功的比例最大，所以最好！
机械效率
1.定义：有用功跟总功的比值叫做机械效率(η)。
2.公式：
19.2%
76.9%
88.2%
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。
哪种办法最好？
二、机械效率
物理观念
【例题2】某机械的机械效率是75%，这说明使用这一装置做功（ ）
A.总功是额外功的3倍
B.有用功是额外功的3倍
C.总功是有用功的3倍
D.额外功占总功的3/4倍
B
二、机械效率
典型例题
特点: ① 机械效率通常用百分数表示, 只有大小没有单位。
② 机械效率总小于1。(因为W有用总小于W总)
③ 机械效率标志机械做功性能好坏, 机械效率越高, 机械性能越好；
注意：机械效率高低不能说明做有用功多少；
机械效率高低与做功多少, 功率大小, 是否省力, 提升高度无关。
二、机械效率
物理观念
一些机械的机械效率
起重机:40%～50%
抽水机:60%～80%
柴油机:28%～40%
思考：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
二、机械效率
生活物理
【例题3】为了提高滑轮组的机械效率，以下做法中正确的是（ ）
A.以较快的速度匀速提升重物
B.以较慢的速度匀速提升重物
C.增加承担物重的绳子股数
D.把滑轮做得更轻巧，减小滑轮在转动过程中的摩擦
D
二、机械效率
典型例题
解：
【例题4】用一动滑轮将重200N的重物提到9m高，所用力是120N，求有用功、总功、机械效率各是多少？
二、机械效率
典型例题
【例题5】某人用斜面装置将重为120N的物体匀速从斜面的底部拉到顶部，已知斜面长为5m，高为2m，拉力F＝60N，则此人做的有用功为 　240　 J，总功为 　300　 J。
240
300
二、机械效率
典型例题
【例题6】用如图所示的滑轮组匀速提升30N的重物，5 s内提升了2 m，拉力大小为18N，则有用功为 　60　 J，滑轮组的机械效率为 　83.3%　 。若其他条件不变，将重物匀速提升5 m，该滑轮组的机械效率将 　不变　 （选填“升高”“降低”或“不变”）。
60
83.3%
不变
二、机械效率
典型例题
【例题7】如图所示，甲、乙两个滑轮组中每个滑轮重均相同，已知GA＝GB，用甲、乙两个滑轮组分别匀速提升A、B两物体，在相同时间内，提升相同的高度。若不计绳重和轴摩擦，甲和乙两个滑轮组机械效率的关系为：η甲 　＜　 η乙；拉力F1和拉力F2功率的关系为：P甲 　＞　 P乙。（均选填“＞”“＜”或“＝”）
＜
＞
二、机械效率
典型例题
【例题8】如图所示，工人用250N的力F将重为400N的物体在10s内匀速提升了2m，在此过程中，滑轮组的机械效率为 　80%　 ，拉力的功率为 　100　 W。
第8题图
80%
100
二、机械效率
典型例题
机械效率
有用功
对人们有用的必须要做的功
并非我们需要但又不得不做的功
有用功与额外功的总和
有用功跟总功的比值叫作机械效率
机械效率总小于1
机械效率
额外功
总功
W有用
W总
η＝
×100%
提高方法
尽可能减小额外功
在机械能承受的范围内，尽可能增加有用功
第1课时 机械效率
课堂小结

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