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人教版物理8年级下册培优备课课件（精做课件）12.4.1认识机械效率第十二章简单机械授课教师：Home .班级：8年级（---）班.时间：.小明和小聪以不同的方式搬运沙土，小明直接用手将盛有沙土的小桶从一楼提到三楼，小聪利用了动滑轮将盛有沙土的小桶从一楼提升到三楼。你能说说图中两种方法各自的优缺点吗？
情景导入
课堂导入
生活中我们常常会遇到“效率”这个词，利用机械帮助我们完成某项任务，也会涉及效率问题，这节课，我们就来学习机械效率。
探究新知
　 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？
知识点1 有用功和额外功
1. 研究使用动滑轮是否省功
【提出问题】
利用动滑轮提升重物，绳端拉力所做的功与动滑轮对重物所做的功相同吗？
【猜想假设】
猜想一：拉力做得功多；
猜想二：动滑轮对重物做的功多；
猜想三：一样多。
【进行实验】
a. 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。
b. 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。
拉力F/N 重物移动的距离h/m 拉力F做的功W1/J
拉力F'/N 绳子自由端移动的距离h/m 拉力F'做的功W2/J
由表中记录的实验数据可知，W2___W1
2
【收集数据】
＞
0.1
0.2
1.2
0.2
0.24
实验结果说明：_______________________________。
动滑轮可以省力，但不能省功
想一想，这是为什么？
为什么借助动滑轮提升重物做功，拉力做的功要更多一些
克服摩擦力所做的功
提升动滑轮所做的功
提升绳子所做的功
使用机械做功时，由于机械本身的自重以及摩擦等因素的影响，需要额外多做一些功。
【分析讨论】
大量实验表明：
使用任何机械都不能省功
练习
工人师傅把重 500 N 的货物用绳子直接匀速提升到 2 m 高的工作台上，拉力对货物做的功为______J。若他用如图所示的滑轮组提升此货物到 2 m 高的工作台上，所用拉力为 200 N，拉力做的功为______J。两种情况对比，说明使用机械______（选填“能或“不能”）省功。
1 000
1 200
不能
用动滑轮提升钩码
目的：把钩码提升一定的高度
对钩码做功 Gh：
提升绳子所做的功
提升动滑轮所做的功
克服摩擦力所做的功
拉力所做的功
不可避免地多做的功
有用、必须做的功
有用功
额外功
总功
2. 有用功、额外功和总功
(1)有用功(W有)：为了达到目的，必须做的功。
(2)额外功(W额)：为了达到目的，并非我们所需
要但又不得不做的功。
(3)总功(W总) ：有用功与额外功之和。
W总= W有用+ W额外
产生原因：①克服机械自重、容器重等做的功；
②克服摩擦力做的功等
指出图中杠杆的有用功、额外功和总功
有用功
总功
额外功：克服杠杆自重及摩擦所做的功
W额外 = G杠杆 h杠杆
指出图中斜面的有用功、额外功和总功
有用功
总功
额外功：克服斜面与物体之间的摩擦所做的功
W额外 = fs
练习
甲用桶从井中提水，其中对______做的功是有用功，对______做的功是额外功。乙从井中捞水桶，桶中带有部分水，则对______做的功是有用功，对______做的功是额外功。（均选填“水”或“桶” ）
水
桶
桶
水
知识点2 机械效率
在使用机械工作时，我们希望有用功在总功中所占的比例越大越好。它反映了机械的一种性能，物理学中表示为机械效率。
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定义：有用功跟总功的比值，通常用符号η表示。
机械效率
η ：机械效率
W有用：有用功
W总：总功
不会，因为有用功总是小于总功，所以机械效率总是小于1。机械效率通常用百分数表示。
η会大于1吗？
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 3.4×104J，起重机的机械效率是多少？g 取 10 N/kg。
解：起重机匀速提升重物所用的力与物体所受的重力大小相等，则
F = G = m g =0.5×103 kg×10 N/kg = 5×103 N
起重机提升重物所做的有用功：
W有用=Fh = 5×103 N×3 m = 1.5×104 J
起重机的电动机所做的总功：W总 = 3.4×104 J
因此，起重机的机械效率
这台起重机的机械效率为44%。
生活中的机械效率
生产生活中，人们利用多种方式提高机械效率，但都不能使其达到100%，如起重机
的机械效率一般为 40%~50%，皮带
传动的机械效率一般为 90%~98%。
指出图中杠杆的机械效率
指出图中斜面的机械效率
1. 旗杆顶部装有定滑轮，升国旗过程中，克服国旗的重力做的功是________，人对绳子的拉力做的功是________，二者之差是________。(均填“有用功”“额外功”或“总功”)
有用功
返回
总功
额外功
2．如图所示，用滑轮组将重为2.4×104 N的重物匀速吊起2 m，绳自由端拉力为1.5×104 N，提升重物做的有用功为________J，绳端的拉力做的总功为________J。滑轮组哪些方面做了额外功？____________________________________(写出两条即可)。
返回
4.8×104
6×104
动滑轮重、绳与滑轮间的摩擦(合理即可)
3．如图，拉动水平地面上重为500 N的物体A，使它匀速直线前进2 m，地面对它的摩擦力为170 N，施加的拉力F＝100 N(忽略绳重和滑轮重)，滑轮组做的有用功为________J，拉力F做的总功为________J，滑轮组做的额外功为________J。
返回
340
400
60
4．斜面是一种常见的简单机械，利用这种机械可以________(填“省力”“省功”或“省距离”)。在如图所示的斜面上，工人用200 N的拉力F，将重为225 N的物体，从高为2 m的斜面的底端匀速拉到顶端，借助斜面做的有用功为________J，工人做的总功为________J。
返回
省力
450
800
5. 两台机械，甲的机械效率为80%，乙的机械效率为60%。下列说法正确的是(　　)
A．甲机械做的有用功一定比乙机械做得多
B．有用功相同时，甲机械做的总功更少
C．甲机械做功一定比乙机械做功快
D．经过改进，甲机械的机械效率可以达到100%
返回
B
6．[重庆中考]在老旧小区改造中，工人用如图所示的装置把质量为60 kg的材料从地面竖直匀速提高10 m，则绳子自由端移动的距离是_______m，若拉力F为400 N，这个装置的机械效率是________%。(g取10 N/kg)
20
返回
75
7．(6分)廊坊期末在进行房屋装修的过程中，工人需要将材料从一楼搬至二楼，他采用了如图所示的滑轮进行工作。某次工作时，工人用800 N的拉力，10 s内将重为1 500 N的材料匀速竖直提升3 m。不计绳重和摩擦，求：
(1)该装置做的有用功。
解：该装置做的有用功
W有用＝Gh＝1 500 N×3 m＝4 500 J。
(2)工人施加的拉力做功的功率。
(3)本次工作滑轮的机械效率。
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8. [石家庄40中期末]下列有关机械做功、功率、机械效率的说法，正确的是(　　)
A．机械效率越高的机械，功率越大
B．越省力的机械，其功率就越大
C．做有用功越多的机械，机械效率越高
D．机械效率跟功和功率没有关系
返回
D
返回
9．[吉林中考]如图，工人用500 N的拉力，在15 s内将重为450 N的物体匀速提升3 m，关于这个过程，下列说法正确的是(　　)
A．使用的滑轮是动滑轮
B．做的有用功为1 500 J
C．拉力的功率为90 W
D．该装置的机械效率为90%
D
10．[邯郸模拟一位同学用如图甲所示的滑轮组拉着重为700 N的物体A，在水平地面上匀速前进，全过程滑轮组的部分数据如图乙所示，物体A所受阻力为其重力的0.1，不计滑轮与绳重，
下列说法正确的是(　　)
A．拉力F做功为700 J
B．物体A移动的距离为1 m
C．只增大物体的重力，滑轮组机械效率不变
D．该滑轮组的机械效率是70%
D
返回
11．利用如图所示的杠杆将重为3 N的物体缓慢匀速提高
10 cm，手施加的拉力F为2 N(F始终竖直向上)，手在竖直方向移动的距离s为30 cm，则所做有用功是_______J，总功是________J，该杠杆的机械
效率是________。
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0.3
0.6
50%
12．搬运建材的机械如图所示，将质量为350 kg的建材匀速提升10 m，滑车质量忽略不计，此过程中拉力F做的功为5×104 J，则该装置做的有用功为
________J，该装置的机械效率为
________。 (g取10 N/kg)
返回
3.5×104
70%
返回
13. 如图，手用F1的力直接将物体A匀速提升h，做功300 J；若借助长为5 m的斜面用力F2把A匀速提升相同高度，斜面的机械效率是60%，借助斜面做的有用功为________J，拉力F2为________N，物体A受到斜面对它的摩擦力为________N。
300
100
40
14．(6分) 某起重机的滑轮组结构示意图如图所示，其最大载重为5 t。起重机将 3 600 kg的钢板匀速提升到10 m高的桥墩上，滑轮组的机械效率为80%。不计钢丝绳的重力和摩擦，g取10 N/kg。求：
(1)克服钢板重力做的功W有用。
解：克服钢板重力做的功为W有用＝Gh＝mgh＝
3 600 kg×10 N/kg×10 m＝3.6×105 J。
(2)钢丝绳上的拉力F。
(3)滑轮组满载时的机械效率(结果精确到0.1%)。
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课堂小结
1.有用功(W有用)：为了达到目的，必须做的功。
2.额外功(W额外)：并非我们所需要但又不得不做的功。
3.总功(W总) ：有用功和额外功之和。
W总= W有用+ W额外
4.机械效率
　 有用功跟总功的比值，通常用百分数表示，且总小于1。

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