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(共21张PPT)
物理 人教版（2024）
八年级下册
第四节　机械效率
第1课时　机械效率
学习目标
1.知道有用功 额外功 总功的概念，并会计算（重点）
2.知道机械效率的定义、公式，认识机械效率是表示机械性能的重要指标（重点）
情景导入
利用机械帮助我们工作，会给我们带来极大的方便。有的机械可以省力，有的机械可以省距离。利用滑轮提升重物，绳端拉力所做的功与滑轮组对重物所做的功相同吗
知识点1　有用功和额外功
新知讲解
实验：研究动滑轮是否省功
如图甲所示，用弹簧测力计将钩码缓慢地提升一定的高度，计算拉力所做的功。
如图乙所示，用弹簧测力计并借助一个动滑轮将同样的钩码缓慢地提升相同的高度，计算弹簧测力计的拉力所做的功。
知识点1　有用功和额外功
新知讲解
实验：研究动滑轮是否省功
第二次拉力虽然变小了，但是拉力移动的距离长。
W=Fs 第二次做的功要多一些。
知识点1　有用功和额外功
新知讲解
实验：研究动滑轮是否省功
将钩码提升一定的高度是我们的工作目的，动滑轮对钩码的拉力所做的功叫作有用功，用W有用表示。
弹簧测力计的拉力所做的功，叫作总功，用W表示。
用动滑轮提升钩码时，我们还不可避免地要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，这部分功叫作额外功，用W额外表示。
知识点1　有用功和额外功
新知讲解
总功等于有用功与额外功之和，即
W总=W有用+W额外
大量实验表明，动力对机械所做的功总是大于机械对外所做的功(有用功)。事实上，使用任何机械都不能省功。
例题1
如图所示，快递小哥为了把较重的货物装入运输车，用同样的器材设计了甲、乙两种方式提升货物。若把同一货物匀速提升到同一高度，忽略绳重和摩擦。下列分析正确的是（ ）。
A．甲方式可以省力
B．乙方式不能改变力的方向
C．甲、乙两种方式做的有用功相等
D．甲、乙两种方式的额外功相等
知识点1　有用功和额外功
新知讲解
C
解析：
A、由图可知，甲方式是两个定滑轮，定滑轮的本质是等臂杠杆，不能省力，故A错误；
B、乙方式是一个动滑轮和定滑轮组成的滑轮组，不仅可以省力，也可以改变力的方向，故B错误；
C、由题可知，甲乙两滑轮组均将相同物体提升相同高度，由W有＝Gh可知，W甲有＝W乙有；故C正确；
D、由图可知，甲方式是两个定滑轮，乙方式是一个动滑轮和定滑轮组成的滑轮组，在忽略绳重和摩擦情况，甲方式额外功为零。故D错误。
故选：C。
知识点1　有用功和额外功
新知讲解
例题2
知识点1　有用功和额外功
新知讲解
用图甲的滑轮组提升重200N的物体，已知拉力F为80N，不计绳重和摩擦，物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示，反映绳子自由端运动的图线是______（选填“A”或“B”），动滑轮重为______N，3s内对物体做的有用功为______J。
A
40
300
解析：[1]由甲图可知，动滑轮被3段绳子拉着，绳子移动的距离为物体移动距离的三倍，故反映绳子自由端运动的图线是A。
[2]动滑轮的重力为G=3F-G物=3×80N － 200N =40N
[3]由图可知，3s内物体移动的距离为1.5m，则有用功为W有用=Gh=200N×1.5m=300J。
知识点1　有用功和额外功
新知讲解
知识点2　机械效率
新知讲解
在使用机械工作的时候，有用功在总功中所占份额越多越好。它反应机械的性能要求，物理学中表示为机械效率。
定义：有用功与总功的比值
η
＝
W总
W有用
＝
W有用
W有用+W额外
η总小于1。用百分数表示。
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
例题1
如图所示的滑轮组中，动滑轮重1N，小强用6N的拉力F通过该滑轮组匀速拉起重10N的物体，物体沿竖直方向上升0.4m。此过程中，额外功和机械效率分别是（ 　）。
知识点2　机械效率
新知讲解
C
A．0.4J、83.3% B．0.8J、91.7% C．0.8J、83.3% D．0.4J、91.7%
解析：
（1）由图知，n=2，拉力端移动距离s=2h=2×0.4m=0.8m，W总=Fs=6N×0.8=4.8J，
W有用=Gh=10N×0.4m=4J，W额=W总﹣W有用=4.8J﹣4J=0.8J；
（2）滑轮组的机械效率： 。
知识点2　机械效率
新知讲解
例题2
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，则机械效率一定越高；
D．做功越快的机械，机械效率越高
知识点2　机械效率
新知讲解
C
解析：
A、机械效率与省力情况无关，定滑轮不省力，但它的机械效率比动滑轮要高，该选项说法不正确。
B、有用功越多的机械效率不一定高，机械效率是有用功在总功中所占的比例，该选项说法不正确。
C、做相同的功，额外功的值越小，额外功占的比值越小，效率越高，该选项说法正确。
D、机械做功越快，表示功率越大，单位时间内做的功越多，但机械效率不一定就高，该选项说法不正确。故选C。
知识点2　机械效率
新知讲解
课后总结
谢谢观看
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