人教版八年級(jí)物理下冊(cè)12-3機(jī)械效率

學(xué)習(xí)目標(biāo)能結(jié)合實(shí)例分析什么是有用功、額外功和總功能說出機(jī)械效率的含義，知道機(jī)械效率是小于1的；能利用機(jī)械效率的公式進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算通過實(shí)驗(yàn)了解滑輪組機(jī)械效率的高低與物體重力的大小有關(guān)第一頁第二頁，共45頁。

直接提升物體做功，與使用機(jī)械提升物體做功相同嗎？

提出問題：提出問題第二頁第三頁，共45頁。G/Nh/mW直/JF/Ns/mW機(jī)/J20.10.21.20.20.24結(jié)論：使用動(dòng)滑輪比直接提升物體不省功。推論：使用任何機(jī)械不省功。實(shí)驗(yàn)第三頁第四頁，共45頁。

概念G/Nh/mW直/JF/Ns/mW機(jī)/J20.10.21.20.20.24額外功：由于機(jī)械自重和摩擦等因素影響，而不得不做的功（無用付出）。有用功：直接對(duì)物體所做的功（工作目的）?？偣Γ豪脵C(jī)械所做的功（實(shí)際付出）。第四頁第五頁，共45頁。在使用機(jī)械工作時(shí)，有用功在總功中所占份額越多越好。它反映了機(jī)械的一種性能，物理學(xué)中表示為機(jī)械效率。一、機(jī)械效率：

1．定義：有用功跟總功的比值。

2．公式：

3．用百分?jǐn)?shù)表示。總小于1。第五頁第六頁，共45頁。1．關(guān)于機(jī)械效率的說法中正確的是

（

）

A．越省力的機(jī)械，效率越高B．做有用功越多的機(jī)械，效率越高C．做相同的功，額外功的值越小，效率越高D．做功越快的機(jī)械，效率越高C

練一練第六頁第七頁，共45頁。2．如圖，忽略繩重和摩擦，用拉力F拉著10N的重物勻速上升，繩子自由端移動(dòng)1m，動(dòng)滑輪重力2N，求：（1）拉力F；（2）物體上升的距離；（3）有用功，總功，機(jī)械效率。練一練第七頁第八頁，共45頁。二、測(cè)滑輪組的機(jī)械效率：F實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)器材

注意事項(xiàng)

彈簧測(cè)力計(jì)、刻度尺、鐵架臺(tái)、滑輪、細(xì)線、鉤碼。豎直向上，緩慢拉動(dòng)測(cè)力計(jì)。第八頁第九頁，共45頁。G/Nh/mF/Ns/mW有/JW總/J123F實(shí)驗(yàn)1保持動(dòng)滑輪重一定，改變鉤碼重力。結(jié)論：

動(dòng)滑輪重一定,物重越大，機(jī)械效率越高。第九頁第十頁，共45頁。G/Nh/mF/Ns/mW有/JW總/J122.條件：物重一定實(shí)驗(yàn)2保持鉤碼重力一定，改變動(dòng)滑輪重。結(jié)論：物重一定，動(dòng)滑輪越重，機(jī)械效率低。FF因?yàn)轭~外功總大于“0”所以機(jī)械效率總小于1為什么沒有機(jī)械效率為100%的機(jī)械？第十頁第十一頁，共45頁。GGGG

從能量轉(zhuǎn)化的角度，可以對(duì)圖中的各種功進(jìn)行如下的分析：總功＝人提供的能量有用功＝重物增加的勢(shì)能額外功＝滑輪、繩子增加的勢(shì)能，機(jī)械增加的熱能直接用手提起使用滑輪組提起即克服摩擦、滑輪重、繩重等做的功。第十一頁第十二頁，共45頁。練習(xí)：如右圖所示，用滑輪組勻速提起一個(gè)重為350N的物體，物體在10s內(nèi)豎直上升了lm，人拉繩的力為250N。（1）繩子自由端移動(dòng)多少？（2）人做功多少？（3）物體重力勢(shì)能增加多少？（4）若不計(jì)繩重和摩擦，動(dòng)滑輪重多少?哪些功是有用的？哪些功是無用卻有不得不做的？機(jī)械效率η有用功W有額外功W外η=W有W有+W外W有W總=練習(xí)：如右圖所示，用滑輪組勻速提起一個(gè)重為350N的物體，物體在10s內(nèi)豎直上升了lm，人拉繩的力為250N。（1）繩子自由端移動(dòng)多少？（2）人做功多少？（3）物體重力勢(shì)能增加多少？（4）若不計(jì)繩重和摩擦，動(dòng)滑輪重多少?G物hF拉s=×100%第十二頁第十三頁，共45頁。使用下面的滑輪組，用拉力F勻速拉動(dòng)重為G的物體水平移動(dòng)的距離為L，有用功是多少？總功是多少？額外功是多少？FGfGL本題使用滑輪組的目的是拉動(dòng)物體水平移動(dòng)L，所以機(jī)械克服物體與地面的摩擦力做功是有用功。使用滑輪組拉動(dòng)G，必須施加動(dòng)力F額外功＝總功－有用功＝FnL-fL第十三頁第十四頁，共45頁。影響滑輪組機(jī)械效率大小的因素η=W有W總G物hF拉s=G物h=s=nhF拉=（G物+G動(dòng)）n1（G物+G動(dòng)）×

nh1nG物=G物+G動(dòng)增大η的方法：增加G物；減小G動(dòng)、摩擦力、繩重等；總之盡量減小額外功無關(guān)：n、h、s、v第十四頁第十五頁，共45頁。

1.如圖所示的滑輪組勻速提升物體．已知物重G=240牛，手的拉力F=100牛，手上升距離為30厘米,則有用功為多少焦耳?該滑輪組的機(jī)械效率為多少?G解:因?yàn)閔=S=10cm=0.1m13W有=Gh=240N×0.1m=24J

W總=FS=100N×0.3m=30J

η==×100%=80%

W有W總24J30J

例題:F第十五頁第十六頁，共45頁。2.用一動(dòng)滑輪將重200N的砂子提到9m高的腳手架上，所用力是120N，求有用功、總功機(jī)械效率各是多少？解：例題:第十六頁第十七頁，共45頁。

3.某人用如圖所示的滑輪組提升2000牛的重物，使用的拉力是800牛，繩子自由端被拉下4米。（1）這個(gè)人做的總功是多少焦？（2）有用功是多少焦？（3）額外功是多少焦？（4）這個(gè)滑輪組的機(jī)械效率是多少？FG例題:第十七頁第十八頁，共45頁。FG第十八頁第十九頁，共45頁。輪軸與斜面水龍頭（輪軸）自行車輪（輪軸）簡(jiǎn)單的機(jī)械運(yùn)動(dòng)還包括輪軸與斜面，輪軸由一個(gè)軸和一個(gè)大輪組成，斜面是大家經(jīng)常接觸的，下面我們給出了常見的斜面與輪軸的圖例第十九頁第二十頁，共45頁。1.井上的轆轤從右邊看過去，可畫成下圖:動(dòng)力臂大于阻力臂——省力杠桿。F2

l1=Rl2=rOF1

F1·R=F2·r

下面是幾種輪軸第二十頁第二十一頁，共45頁。2.汽車的方向盤從上邊看下去，也可畫成下圖:動(dòng)力臂大于阻力臂——省力杠桿。F2

l1=Rl2=rOF1

F1·R=F2·r

第二十一頁第二十二頁，共45頁。3.水龍頭從上邊看下去，也可畫成下圖:動(dòng)力臂大于阻力臂——省力杠桿。F2

l1=Rl2=rOF1

輪軸：是變形杠桿，動(dòng)力作用在輪上可省力。F1·R=F2·r

rF1

RF2

rF1

RF2

第二十二頁第二十三頁，共45頁。船舵門的把手單車的踏板4.其他輪軸螺絲刀手搖鉆自行車把腳蹬輪盤套筒扳門把手大扳手水籠頭第二十三頁第二十四頁，共45頁。如圖所示，標(biāo)出了輪半徑和軸半徑，物體的質(zhì)量都相同，則最大拉力是___F2第二十四頁第二十五頁，共45頁。斜面：省力、費(fèi)距離第二十五頁第二十六頁，共45頁。斜面也是一種省力機(jī)械第二十六頁第二十七頁，共45頁。其他斜面第二十七頁第二十八頁，共45頁。1.某斜面長為S，高為h，有一重力為G的物體被拉力F沿斜面從底端勻速移至頂端。若物體所受阻力為f，則此時(shí)的有用功為____，總功為____，額外功為____，機(jī)械效率為____。

GhFSfS第二十八頁第二十九頁，共45頁。2.斜面長5米,高1米,將一個(gè)重100牛頓的物體勻速從斜面底端拉到頂端時(shí),拉力與斜面平行,如果用拉力為25牛頓.

求:(1)總功？（2）有用功？（3）額外功

(4)斜面的機(jī)械效率?

F第二十九頁第三十頁，共45頁。影響斜面機(jī)械效率的因素有兩點(diǎn)1、斜面的坡度2、斜面的光滑程度斜面的傾斜程度越大，機(jī)械效率越高斜面的接觸面越光滑，機(jī)械效率越高注：斜面的機(jī)械效率與物體的重力無關(guān)第三十頁第三十一頁，共45頁。1．圖為測(cè)量滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)裝置，鉤碼總重6N。（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)要豎直向上______拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，由圖可知拉力大小為_______N，若鉤碼上升的高度為8cm,則彈簧測(cè)力計(jì)向上移動(dòng)______cm,該滑輪組的機(jī)械效率為________。（2）若僅增加鉤碼的個(gè)數(shù)，該滑輪組有機(jī)械效率將_______（選填：“增大”、“減小”或“不變”）緩慢2.42483.3%增大練一練第三十一頁第三十二頁，共45頁。2．在“測(cè)滑輪組機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)中，用同一滑輪組進(jìn)行兩次實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：

⑴此實(shí)驗(yàn)所用滑輪的個(gè)數(shù)至少是____個(gè)，其中動(dòng)滑輪有_____個(gè)。⑵第一次實(shí)驗(yàn)測(cè)得滑輪組的機(jī)械效率為________，第二次實(shí)驗(yàn)時(shí)滑輪組的機(jī)械效率______第一次的機(jī)械效率（選填“大于”、“小于”或“等于”）次數(shù)鉤碼重/N鉤碼上升高度/cm彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)/N彈簧測(cè)力計(jì)移動(dòng)距離/cm12100.8402551.5203262.5%大于第三十二頁第三十三頁，共45頁。一些機(jī)械的效率：起重機(jī)的機(jī)械效率是____________滑輪組的機(jī)械效率是____________抽水機(jī)的效率是____________40％—50％50％—70％60％—80％小常識(shí)：第三十三頁第三十四頁，共45頁。課堂小結(jié)有用功總功額外功機(jī)械效率概念機(jī)械效率測(cè)定第三十四頁第三十五頁，共45頁。作業(yè)1、判斷題：（1）．額外功與總功的比值越大，機(jī)械效率越小.（）（2）．機(jī)械效率大的機(jī)械一定既省力又省功。（）（3）．機(jī)械效率越高，則機(jī)械做的有用功越多。（）（4）．機(jī)械做的總功越少，機(jī)械效率也越低。（）（5）．在總功相同時(shí)，機(jī)械效率高的機(jī)械，有用功就越多。（）（6）．機(jī)械效率是有用功和額外功的總和。（）第三十五頁第三十六頁，共45頁。2.某同學(xué)用動(dòng)力臂是阻力臂2倍的杠桿將重400N的三種石頭抬高20cm,手向下壓的力是220N,手下降的高度是_____cm,

人做的功是_____J,有用功是_______J,

這根杠桿的機(jī)械效率是________.40888090.9%第三十六頁第三十七頁，共45頁。3.下列說法正確的是（）Ａ.機(jī)器效率越高越省力。Ｂ.機(jī)械效率越高，機(jī)械的功率就越大。Ｃ.機(jī)械效率越高，做有用功越多。Ｄ.機(jī)械效率越高，有用功占的比例越多。4.如圖某人用水桶從井中提水，人做的有用功______，人做的額外功______。①對(duì)繩子做的功②對(duì)桶做的功③對(duì)水做的功Ｄ③①②第三十七頁第三十八頁，共45頁。5.現(xiàn)實(shí)中,關(guān)于機(jī)械效率，以下說法正確的是：D、省力越多的機(jī)械，機(jī)械效率越高。C、做功越多的機(jī)械，機(jī)械效率越高；B、單位時(shí)間里做功越多的機(jī)械，

機(jī)械效率越高；A、機(jī)械效率總小于1；第三十八頁第三十九頁，共45頁。6.為了提高滑輪組的機(jī)械效率，以下

做法中正確的是：（）C、增加承擔(dān)物重的繩子股數(shù)；B、以較慢的速度勻速提升重物；A、以較快的速度勻速提升重物；D、把滑輪做得更輕巧，減小滑輪在

轉(zhuǎn)動(dòng)過程中的摩擦；第三十九頁第四十頁，共45頁。

7．機(jī)械效率永遠(yuǎn)小于1,這是因?yàn)?).

A.動(dòng)力總是小于有用阻力

B.總功總是小于有用功

C.總功小于機(jī)械克服所有阻力所做的功

D.永遠(yuǎn)存在額外功8．下列有關(guān)機(jī)械率的說法中正確的是().

A.有用功一定時(shí),額外功越小,機(jī)械效率越高

B.額外功一定時(shí),有用功越大,機(jī)械效率越高

C.機(jī)械越省力,機(jī)