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(共24张PPT)
物理 人教版（2024）
八年级下册
第十二章　简单机械
第4节　机械效率
预习清单
1.功的计算公式:_________,克服重力做功的计算公式:_________。
2.使用滑轮组时，不计绳重与摩擦，F= _________，绳自由端移动的距离s=_________。
3.必须要做的功为_________，克服机械自身部件的重力和摩擦力不得不做的功为_________，有用功和额外功之和为_________，即_______________。
4.物理学中,将有用功与总功的_________叫作机械效率。公式为________。因为有用功总小于总功,所以机械效率总小于_________;机械效率用百分数表示,没有单位。
W=Fs
W=Gh
nh
有用功
额外功
总功
W总=W有用+W额
比值
1
导入新课
思考：
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。利用滑轮组提升重物,绳端拉力所做的功与滑轮组对重物所做的功相同吗
任务一：初识有用功、额外功和总功
1.使用任何机械都不省功。
【演示实验】研究使用动滑轮是否省功。
【提出问题】直接对物体做功与使用机械做功,做功相同吗
【操作过程】如图甲所示,直接用弹簧测力计将钩码匀速提升一定高度。如图乙所示,借助一个动滑轮用弹簧测力计将同样的钩码匀速提升相同高度。比较两次拉力所做的功,发现了什么 能找出其中的原因吗
任务一：初识有用功、额外功和总功
【实验数据】如下表所示。
【实验结论】借助动滑轮比直接提升物体做的功更多。
【分析讨论】使用动滑轮提升物体时,需要克服动滑轮的自重、摩擦等因素的影响,需要额外多做些功。因此使用任何机械都不省功。
任务一：初识有用功、额外功和总功
2.有用功、额外功和总功。
(1)有用功(W有用 ):对人们有用的,必须要做的功,如上面的实验中,克服钩码的重力做的功就是有用功。
(2)额外功(W额 ):人们不需要,但不得不做的功,如上面的实验中,克服动滑轮的重力和摩擦所做的功为额外功。
(3)总功(W总 ):有用功和额外功的和统称为总功,拉力所做的功为总功。三者间的关系:W总 =W有用 +W额 。
任务二：机械效率的大小
明确概念:什么是机械效率。
在使用机械工作时,有用功在总功中所占的份额越多越好,它反映了机械的一种性能,物理学中称为机械效率。
1.定义:有用功跟总功的比值。
2.公式: 。
注意:机械效率一般用百分数表示,没有单位。
任务二：机械效率的大小
3.思考:机械效率会大于1吗 为什么
不会,使用任何机械时,都不可避免地做额外功,有用功总是小于总功,机械效率总小于1。
4.一般机械的机械效率:滑轮组的机械效率一般为50%~70%;起重机的效率一般为40%~50%;喷气式发动机的机械效率一般为50%~60%;抽水机的机械效率一般为60%~80%。
任务二：机械效率的大小
误区警示:
1.机械效率是有用功跟总功的比值。与机械使用时是否省力、功率的大小和做功的多少都无关。
2.机械效率不是固定不变的。机械效率反映的是机械在一次做功的过程中有用功和总功的比值，同一机械在不同的做功过程中，机械效率往往不同。
任务三：测量滑轮组的机械效率
思考：
1.为得出滑轮组的机械效率，需要求出有用功和总功，为此需要测出哪些物理量？需要哪些测量工具？
2.为避免弹簧测力计的自重对实验产生影响，弹簧测力计该如何使用？若用一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组，该怎样组装？
3.用弹簧测力计测拉力，读数时，弹簧测力计应在向上的匀速运动中，还是在静止状态下？
4.如何测量钩码上升的高度h和绳端移动的距离s？
任务三：测量滑轮组的机械效率
【实验原理】
【实验器材】弹簧测力计、刻度尺、铁架台、规格不同的滑轮、细线、钩码若干。
【注意事项】竖直向上,缓慢匀速拉动弹簧测力计。
【实验指导】本实验主要探究滑轮组的机械效率与物体被提升的高度、提升物体的重力和动滑轮重力的关系。可将学生分成3组,每组探究一个问题,最后展示讨论各组的实验结果。
任务三：测量滑轮组的机械效率
【实验探究】采用下列装置,分组进行实验。
任务三：测量滑轮组的机械效率
【实验数据】实验数据如下表所示。
任务三：测量滑轮组的机械效率
【分析与结论】
(1)由实验序号1和2可知,滑轮组的机械效率与物体被提升的高度无关。
(2)由实验序号1、3、4可知,动滑轮重力一定时,提升重物的重力越大,滑轮组的机械效率越高。
(3)由实验序号4和5可知,提升的物重一定时,动滑轮越重,机械效率越低。
任务三：测量滑轮组的机械效率
交流讨论:如何提高滑轮组的机械效率呢
提示:提升滑轮组的机械效率可以从提高滑轮组的有用功或降低额外功两个角度分析,提高有用功可以通过增大提升物体的重力的方法,减少额外功可以通过减小动滑轮的重力、绳重和减少摩擦的方法。
任务三：测量滑轮组的机械效率
拓展延伸:滑轮组的机械效率公式的变形。
核心总结
1.大量实验表明,使用任何机械都不能省功。
2.公式： 。
3.测量滑轮组的机械效率。
核心总结
1.用绳子将钩码提升至一定的高度,如图所示,此过程所做的有用功是 ( )
A.提升钩码所做的功
B.克服摩擦力所做的功
C.提高绳子所做的功
D.克服动滑轮重力所做的功
A
核心总结
2.下列办法中，能够提高如图滑轮组机械效率的是 ( )
A.增大摩擦
B.增大绳子的重力
C.增大动滑轮的重力
D.增大被提升物体的重力
D
核心总结
3.实验时，小芳用如图所示的滑轮组，将重为8 N的物体匀速提升0.5 m。已知动滑轮的重为2 N，不计绳重和摩擦，则 ( )
A.拉力F 为4 N
B.有用功为5 J
C.绳子自由端移动的距离为1.5 m
D.该滑轮组的机械效率为80%
D
核心总结
4.如图所示的斜面高为h=2 m，长为l=5 m，现用平行于斜面的拉力F=200 N，将一个G=400 N的重物从斜面底端匀速拉到斜面顶端，拉力做的有用功是________，总功是________，斜面的机械效率是________。
800 J
1 000 J
80%
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