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(共16张PPT)
第4节 机械效率
八年级物理下册 教科版
第十一章—机械与功
教学引入
1
同学们一定看过水浒传吧，猜一猜左边的人物是谁？你的印象里他是一个什么样的人？
李逵背母上梁山尽孝，岂料途中老娘丧尸虎口。
让我们回到案发现场，一起来帮助李逵分析这场惨剧发生的原因。
李逵是如何给老母亲取水的？前后经历了哪些尝试？
水壶 铜炉
对水做功 对水做功
克服水壶重力做功 克服铜炉重力做功
克服自身重力做功 克服自身重力做功
有用功
额外功
有用功和额外功
2
有用功和额外功
将水提升一定的高度而做的功。
我们必须做的功
实现目的而做的功
克服自身重力、桶和容器等而多做一些功。
有用功
（W有）
额外功
（W额）
克服自身重力和摩擦等而做的功。
对人们没有用但又不得不做的功
总功
（W总）
有用功与额外功之和是总共做的功。
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。
有用功和额外功
2
甲、乙、丙三位同学要把重100N的沙子运上三楼，他们分别采用了三种办法。
方法①
方法②
方法③
对沙子做功
对桶做功
克服自身重力做功
对沙子做功
对桶做功
对滑轮做功
对沙子做功
对麻袋做功
对滑轮做功
有用功
额外功
做功的不同办法
讨论交流
如果是你，你会选择哪种方法？为什么？
有用功和额外功
2
你能计算出三位同学搬运沙子过程中所做的有用功、额外功和总功是多少吗？
有用功和额外功
2
第三种
有用功在总功占比更多
做功方式 有用功（对沙子做功） 额外功（对桶和克服自身重力所做的功） 总功
桶装，手提上楼
桶装，动滑轮吊运
袋装，动滑轮吊运
W有＝Fs＝G沙h=100N×6m=600J
W额＝Fs＝（G动＋G桶）h
=（10N＋20N）×6m=180J
W总＝W额＋W有
＝180J＋600J＝780J
W有＝Fs＝G沙h=100N×6m=600J
W额＝Fs＝（G动＋G袋）h
=（10N＋5N）×6m=90J
W总＝W额＋W有
＝90J＋600J＝690J
W有＝Fs＝G沙h=100N×6m=600J
W额＝Fs＝（G人＋G桶）h
=（400N＋20N×6m=2520J
W总＝W额＋W有
＝2520J＋600J＝3120J
机械效率
3
机械效率
在保证所做有用功一定的情况下，人们总是希望额外功越少越好，即额外功在总功中所占的比例越小越好，也就是有用功在总功中所占的比例越大越好。
1.定义：物理学中，将有用功跟总功的比值叫做机械效率。
2.计算公式
η
＝
W总
W有用
×
100%
η没有单位，且总小于1。用百分数表示。
额外功不可能为0
机械效率
3
请你计算出三位同学搬运沙子过程中机械效率是多少？
做功方式
有用功（对沙子做功）
桶装，手提上楼
桶装，动滑轮吊运
袋装，动滑轮吊运
600J
600J
600J
额外功（对桶和克服自身重力所做的功）
总功
2520J
3120J
180J
780J
90J
690J
η
＝
W总
W有用
×
100%
η
＝
W总
W有用
×
100%
η
＝
W总
W有用
×
100%
＝
3120J
600J
×
100%
＝
780J
600J
×
100%
＝
690J
600J
×
100%
＝
19.2%
＝
76.9%
＝
87%
机械效率
19.2%
76.9%
87%
方法一：
方法二：
方法三：
方法三机械效率最高，故选择该方式搬运沙子最高效。
课堂练习
4
【例】起重机把质量为0.5t的重物匀速提升了3m，而它的电动所做的功是3.4×104J，起重机的机械效率是多少 g取10N/kg。
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
解：
F=G=mg=0.5×10 kg×10N/kg=5×105N
起重机提升重物所做的功是有用功
W有用=Fh=5×103N×3m=1.5×104J
起重机的机械效率
η＝　　　　　　　　　　
W有用
W总
＝
1.5×104J
3.4×104J
＝
0.44=44%
答：
起重机的机械效率为44%。
课堂练习
4
1.用滑轮组把重720N的货物匀速提高10m，滑轮组做的有用功是多少？若此时滑轮组的机械效率为60%，则总功和额外功各是多少？
课堂练习
4
2.用滑轮组将重为300N的物体以0.1m/s的速度匀速向上提升10s。
(1)若不计动滑轮重、绳重和滑轮与轴间的摩擦，求人对绳的拉力F；
(2)实际中动滑轮重40N，人的拉力做功400J，求滑轮组的机械效率以及克服绳重和摩擦所做的额外功。
机械效率的影响因素
5
常见的机械效率
起重机的机械
效率40%~50%
抽水机的机械效率为 60～80%
汽油机的机械效率为22～40%
喷气发动机的机械效率50～60%
【交流与合作】
猜想：滑轮组的机械效率与哪些因素有关
机械效率的影响因素
5
推导：
用滑轮组提升物体时，滑轮组的机械效率：
与物体的重力有关;
与绳重及动滑轮的自重有关;
与机械间的摩擦等因素有关;
与滑轮组的绕法以及被提升的高度无关。
增大机械效率的方法：
①减小额外功：减小动滑轮重力，减小摩擦等。
②增大有用功：提升更重的物体。
机械效率的影响因素
5
提高机械的效率
提高机械的效率的主要方法：
①改进结构或减小摩擦，使机械更合理、更轻便。
②经常保养，定时润滑使机械保持良好的运行状态。
③在机械承受的范围内，尽可能增加被提升物体的重力。
提高机械效率可以充分地发挥机械设备的作用，对节能减排、提高经济效益有重要的意义。
同一机械，被提升物体的重力越大，做的有用功越多，机械效率越大。
课堂小结
6
有用功和
额外功
机械效率
滑轮组的
机械效率
机械效率
①有用功：提升重物时，将重物提升一定高度所做的功.
②额外功：克服机械的自重和摩擦力等因素而做的功.
③总功：有用功与额外功之和：W总= W有+ W额.
①定义：有用功跟总功的比值叫做机械效率.
②计算公式：机械效率 η= ； η＜1，用百分数表示.
①影响因素：与被提升的物重有关，物重增大，机械效率升高；还与机械装置本身的结构、轻巧程度以及润滑程度都有关系.
②提高方法：减少动滑轮重，增加被提升的物重，减少绳重，减少摩擦阻力可以提高滑轮组的机械效率.
谢谢！

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