资源简介

人教版物理八年级下册
第十二章 简单机械
汇报人：孙老师
汇报班级：X级X班
第4节 机械效率
目录
壹
学习目标
贰
新课导入
叁
新知探究
肆
随堂练习
伍
课堂小结
第壹章节
学习目标
学习目标
2.掌握机械效率的含义，知道机械效率是小于1的，能利用机械效率的公式进行简单的计算
1.知道什么是有用功、额外功和总功
3.通过实验了解滑轮组机械效率的高低与物体重力的大小有关
第贰章节
新课导入
新课导入
1. 为了达到某一目的而必须做的功是________，并非需要但又不得不做的功是________，实际做的所有功是________。
2. _______和______的比值叫作机械效率，用字母_____表示。机械效率一般用________表示。
3. 有用功总是______总功，所以任何机械的机械效率总是______1。
有用功
额外功
总功
有用功
总功
η
百分数
小于
小于
工人通过滑轮组、定滑轮和轮轴提升竖井中的重物。工人为什么不直接提起重物，而是将这么多的简单机械进行组合呢？
使用这些简单机械的优势是什么？
第叁章节
新知探究
新知探究
研究使用动滑轮是否省功
1.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。
2.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，计算拉力所做的功。
进行实验：
一、有用功和额外功
实验记录：
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}物重G/N
物体移动
距离h/m
直接提起物体做功W直
拉力F/N
绳子移动距离s/m
用装置拉起来做功W机
实验结论：
有用功：机械对外所做的功。
额外功：使用机械时，克服机械本身的重力以及摩擦力等因素的影响而多做的功。
总功：动力对机械所做的功，等于有用功和额外功之和，即W总=W有用+ W额外
事实上，使用任何机械都不能省功。
在总功一定的情况下，人们希望有用功越_____越好，额外功越_____越好。
注：机械效率一般用百分数表示，没有单位。
思考：机械效率可能大于1或者等于1吗？
多
少
机械效率：有用功跟总功的比值。
η =
W总
W有用
公式：
二、机械效率
起重机40%~50%
汽油发动机：22%~27%
柴油发动机：28%~30%
抽水机60%~80%
现在各种机械的机械效率都还不够高！
测量滑轮组的机械效率
设计实验：
需要测量哪些物理量？用什么测量工具？怎样计算有用功和总功？
需要哪些实验器材？
实验原理：
Gh
Fs
η＝ ＝　　　　　　　　　　
W有用
W总
1.测出钩码所受重力，再按图所示组装滑轮组。记下钩码和绳端的位置。
2.匀速拉动弹簧测力计，读出拉力F 的值，并用刻度尺测出钩码移动的距离与绳子移动的距离。
3.计算机械效率。
进行实验：
实验记录：
实验结论：
增加物重，机械效率会提高。
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}物重G/N
物体移动
距离h/m
有用功W有用
拉力F/N
绳子移动距离s/m
总功W总
效率η
1.动滑轮重(动滑轮重减小，机械效率提高)
思考：你觉得除此之外还有什么其他的因素会影响机械效率呢？
2.摩擦(轮与轴及轮与绳之间)、绳重
(减小摩擦、绳重可以减少额外功，提高机械效率)
讨论：如何提高机械设备的机械效率？
1.改进机械结构、使其更合理、更轻巧。
2.定时保养、加润滑油减小机械间的摩擦。
3.在机械能承受的范围内，尽可能增加每次提升重物的重量，充分发挥机械的作用。
降低额外功
提高有用功
1.如图所示，用同一滑轮组分别将物体A 和物体B 匀速提升相同的高度，与提升B 相比，提升A 的过程滑轮组的机械效率较大，若不计绳重与摩擦的影响，则提升A 的过程（　　）A. 额外功较小
B. 额外功较大
C. 总功较小
D. 总功较大
D
2.起重机把质量为0.5 t的重物匀速提升了3 m，而它的电动机所做的功是3.4×104 J，起重机的效率是多少？（g取10 N/kg）
解：起重机匀速提升重物，则
F＝G＝mg＝0.5×103kg×10N/kg＝5×103N
起重机提升重物所做的有用功：
W有用＝Fh＝5×103N×3m＝1.5×104J
起重机的电动机所做的功是总功：W总＝3.4×104J
则机械效率：η＝ ＝ ＝0.44＝44%　　　　　　　　　　
3.4×104J
1.5×104J
W总
W有用
第肆章节
随堂练习
随堂练习
1. 用滑轮组匀速提升重物的过程中，哪个是有用功？哪些是额外功？
动滑轮对重物的拉力做的功为有用功；克服动滑轮本身所受的重力、绳的重力以及摩擦力所做的功为额外功。
2. 一台起重机将重 3600 N 的货物匀速提高 4 m，起重机做的有用功是多少？如果额外功是 9600 J，总功是多少？机械效率是多少？起重机所做的额外功是由哪些因素引起的？
解：起重机做的有用功
W有用 = Gh = 3600 N×4 m = 14400 J
总功 W总=W有用+W额外=14400 J + 9600 J = 24000 J。
机械效率
起重机所做的额外功是由动滑轮、起重臂和钢丝绳所受的重力以及摩擦力引起的。
3. 用一个动滑轮在 5 s 内将一个重 200 N 的物体向上匀速提起 3 m，拉力为 150 N。这个动滑轮的机械效率是多少？拉力的功率是多少？
解：由题可知，n = 2，
则绳端移动的距离 s = nh = 2×3 m = 6 m，
动滑轮的机械效率
拉力的功率
4. 两位同学根据图中装置分别用自己的器材测量滑轮组的机械效率，下表是他们实验中的一组数据。请将表格中的数据补充完整并说明机械效率不同的原因可能是什么。
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}
钩码所受的
重力G/N
提升
高度h/m
拉力F/N
绳端移动的距离s/m
有用功W有用/J
总功
W总/J
机械
效率η
甲同学
1.0
0.1
0.5
0.3
乙同学
3.0
0.1
1.2
0.3
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}
钩码所受的
重力G/N
提升
高度h/m
拉力F/N
绳端移动的距离s/m
有用功W有用/J
总功
W总/J
机械
效率η
甲同学
1.0
0.1
0.5
0.3
乙同学
3.0
0.1
1.2
0.3
0.1
0.15
66.7%
0.3
0.36
83.3%
分析表中数据可知，甲、乙两同学测得的滑轮组的机械效率不同的主要原因是所提升钩码的重力不同。
5. 有没有机械效率为 100% 的机械？为什么？举例说明，通过什么途径可以提高机械效率。
没有机械效率为100%的机械。因为使用任何机械做功时，必然要克服机械受到的重力、摩擦力等做额外功，即有用功一定小于总功，机械效率一定小于100%。
提高机械效率的主要办法是改进结构使机械设备更合理、更轻巧，在使用中注意保养，做好润滑，如使用滑轮组提升重物时，尽量使用轻质的动滑轮和绳子，尽量减小滑轮和轴间的摩擦，这样可以减小额外功；或者增大重物质量，增大有用功，也可提高机械效率。
6. 有没有机械效率为 100% 的机械？为什么？举例说明，通过什么途径可以提高机械效率。
7.某小组同学用如图所示的实验装置测定杠杆的机械效率。实验时，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在杠杆下面的钩码缓缓上升。
(1)实验中，弹簧测力计的示数F为______N。钩码总重G为 1 N，钩码上升高度h 为 0.1 m时，C点上升了0.3 m，则杠杆的机械效率为________(精确到0.1% ) 。
0.5
66.7%
(2)实验中若提升的钩码重一定，则影响杠杆机械效率的主要因素是________________________。
杠杆所受的重力
(3)若只将钩码的悬挂点由A移至B，仍将钩码提升相同的高度，则杠杆的机械效率将_______（选填“变大”“变小”或“不变”)。
变大
8. 用滑轮组匀速提升重物的过程中，哪个是有用功？哪些是额外功？
动滑轮对重物的拉力做的功为有用功；克服动滑轮本身所受的重力、绳的重力以及摩擦力所做的功为额外功。
9. 一台起重机将重 3600 N 的货物匀速提高 4 m，起重机做的有用功是多少？如果额外功是 9600 J，总功是多少？机械效率是多少？起重机所做的额外功是由哪些因素引起的？
解：起重机做的有用功
W有用 = Gh = 3600 N×4 m = 14400 J
总功 W总=W有用+W额外=14400 J + 9600 J = 24000 J。
机械效率
起重机所做的额外功是由动滑轮、起重臂和钢丝绳所受的重力以及摩擦力引起的。
10. 两位同学根据图中装置分别用自己的器材测量滑轮组的机械效率，下表是他们实验中的一组数据。请将表格中的数据补充完整并说明机械效率不同的原因可能是什么。
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}
钩码所受的
重力G/N
提升
高度h/m
拉力F/N
绳端移动的距离s/m
有用功W有用/J
总功
W总/J
机械
效率η
甲同学
1.0
0.1
0.5
0.3
乙同学
3.0
0.1
1.2
0.3
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}
钩码所受的
重力G/N
提升
高度h/m
拉力F/N
绳端移动的距离s/m
有用功W有用/J
总功
W总/J
机械
效率η
甲同学
1.0
0.1
0.5
0.3
乙同学
3.0
0.1
1.2
0.3
0.1
0.15
66.7%
0.3
0.36
83.3%
分析表中数据可知，甲、乙两同学测得的滑轮组的机械效率不同的主要原因是所提升钩码的重力不同。
11. 有没有机械效率为 100% 的机械？为什么？举例说明，通过什么途径可以提高机械效率。
没有机械效率为100%的机械。因为使用任何机械做功时，必然要克服机械受到的重力、摩擦力等做额外功，即有用功一定小于总功，机械效率一定小于100%。
提高机械效率的主要办法是改进结构使机械设备更合理、更轻巧，在使用中注意保养，做好润滑，如使用滑轮组提升重物时，尽量使用轻质的动滑轮和绳子，尽量减小滑轮和轴间的摩擦，这样可以减小额外功；或者增大重物质量，增大有用功，也可提高机械效率。
12. 有没有机械效率为 100% 的机械？为什么？举例说明，通过什么途径可以提高机械效率。
13. 用一个动滑轮在 5 s 内将一个重 200 N 的物体向上匀速提起 3 m，拉力为 150 N。这个动滑轮的机械效率是多少？拉力的功率是多少？
解：由题可知，n = 2，
则绳端移动的距离 s = nh = 2×3 m = 6 m，
动滑轮的机械效率
拉力的功率
第伍章节
课堂小结
课堂小结
机械效率
有用功和
额外功
W总= W有用+W额外
测量滑轮组的机械效率
有用功跟总功的比值
原理：
机械效率
η=
W有用
W总
η=
W有用
W总
=
Gh
Fs
同一滑轮组，物重越大，机械效率越高
人教版物理八年级下册
汇报人：孙老师
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