【公開課】機械效率（課件）人教版八年級物理下冊

第十二章

簡單機械八下物理RJ第4節(jié)

機械效率2.掌握機械效率的含義，知道機械效率是小于1的，能利用機械效率的公式進行簡單的計算學(xué)習(xí)目標1.知道什么是有用功、額外功和總功3.通過實驗了解滑輪組機械效率的高低與物體重力的大小有關(guān)課堂導(dǎo)入

生活中我們常常會遇到“效率”這個詞，利用機械幫助我們完成某項任務(wù)，也會涉及效率問題，這節(jié)課，我們就來學(xué)習(xí)機械效率。課堂導(dǎo)入

利用機械幫助我們工作，會給我們帶來極大的方便。有的機械可以省力，有的機械可以省距離。利用滑輪組提升重物，繩端拉力所做的功與滑輪組對重物所做的功相同嗎?撬棒——省力釣魚竿——省距離滑輪組——省力使用機械能否省功?新知探究知識點1有用功和額外功演示研究使用動滑輪是否省功

1.如圖甲所示，用彈簧測力計將鉤碼緩慢地提升一定的高度，計算拉力所做的功。

2.如圖乙所示，用彈簧測力計并借助一個動滑輪將同樣的鉤碼緩慢地提升相同的高度，計算彈簧測力計的拉力所做的功。

這兩次拉力所做的功相同嗎?為什么?新知探究知識點1有用功和額外功視頻新知探究知識點1有用功和額外功實驗次序手的拉力F/N手移動的距離s/m鉤碼的重力G/N鉤碼升高的高度h/m拉力所做的功W/J彈簧測力計直接提升鉤碼通過動滑輪提升鉤碼0.200.24數(shù)據(jù)記錄表格實驗結(jié)論：

實驗結(jié)果表明，雖然在兩次實驗中鉤碼被提升了相同的高度，但第二次實驗中拉力做的功要多一些。20.120.11.20.220.11.有用功（W有用）：為了達到工作目的所做的功。新知探究知識點1有用功和額外功F拉動滑輪對重物的拉力所做的功，等于克服物體重力所做的功，就是有用功，W有用

=F拉h(huán)=Gh。（工作目的）2.總功（W總）：使用機械時，動力對機械所做的功。F人對繩子的拉力所做的功就是總功，W總

=Fs。（實際付出）3.額外功（W額外）：對人們沒有用，但不得不做的功?？朔踊啽旧硭艿闹亓σ约澳Σ亮Φ纫蛩氐挠绊懚嘧鲆恍┕?，就是額外功，W額外

=G動h＋……（無用付出）W總=W有用+W額新知探究知識點1有用功和額外功

大量實驗表明，動力對機械所做的功總是大于機械對外所做的功（有用功）。事實上，使用任何機械都不能省功。杠桿斜面例1、如圖所示，一人用100N的拉力通過滑輪組將重為300N的物體向上提起，繩重和摩擦不計。在拉力的作用下，物體勻速上升了1m，求：（1）人所做的有用功；（2）人所做的總功；（3）人所做的額外功。（1）W有用=Gh=300N×1m=300J；（2）s=4h=4×1m=4m，

W總=Fs=100N×4m=400J；（3）W額外=W總－W有用=400J－300J=100J。典型例題n=4解：

在保證所做有用功一定的情況下，人們總是希望額外功越少越好，即額外功在總功中所占的比例越小越好，也就是有用功在總功中所占的比例越大越好。新知探究知識點2機械效率輸電鐵塔上的滑輪1.定義：物理學(xué)中，將有用功跟總功的比值叫作

機械效率。2.公式：η=W有用W總η=W有用W有用＋W額外η=1－W額外W總新知探究知識點2機械效率輸電鐵塔上的滑輪3.機械效率只有大小，沒有單位。有用功總是小于總功，所以機械效率總是小于1。機械效率通常用百分數(shù)表示。4.物理意義

機械效率是標志機械做功性能好壞的重要指標，機械效率越高，機械的性能越好。例2、起重機把質(zhì)量為0.5t的重物勻速提升了3m，而它的電動機所做的功是3.4×104J，起重機的機械效率是多少?g取10N/kg。典型例題解：起重機勻速提升重物所用的力與物體所受的重力大小相等

F=G=mg=0.5×103kg×10N/kg=5×103N起重機提升重物所做的功是有用功

W有用=Fh=5×103N×3m=1.5×104

J起重機的電動機所做的功是總功

W總=3.4×104

J因此，起重機的機械效率η=W有用W總==0.44=44%1.5×104

J3.4×104

J新知探究知識點2機械效率起重機的機械效率一般為40%~50%抽水機的機械效率一般為60%~80%。討論：如果前面例題中用起重機提升的重物質(zhì)量為0.6t，那么它的機械效率還是44%嗎?對一個機械來說，它的機械效率是恒定不變的嗎?分析：不是，機械效率不是恒定不變的，機械效率反映的是機械在一次做功過程中有用功跟總功的比值，同一機械在不同的做功過程中，有用功不同，機械效率也會不同。

下面我們通過測滑輪組的機械效率的實驗來探究一下這個問題。新知探究知識點2機械效率新知探究知識點3測量滑輪組的機械效率實驗測量滑輪組的機械效率實驗思路

要想測量滑輪組的機械效率，就要想辦法找出使用滑輪組工作時的有用功和總功，然后求出二者的比值。

本實驗可以測量如圖所示滑輪組的機械效率，請根據(jù)此實驗裝置思考：要想知道有用功和總功，需要測量哪些量?GFη=W有用W總=

GhFs1.用彈簧測力計測量鉤碼所受的重力G并填入下表。實驗過程新知探究知識點3測量滑輪組的機械效率2.按照圖安裝滑輪組，分別記下鉤碼和繩端（彈簧測力計掛鉤底部）的位置。3.緩慢拉動彈簧測力計，使鉤碼升高，讀出拉力F的數(shù)值，用刻度尺測出鉤碼提升的高度h和繩端移動的距離s，將這三個量填入下表。4.算出有用功W有用、總功W總、機械效率η并填入下表。視頻新知探究知識點3測量滑輪組的機械效率改變鉤碼的數(shù)量，重復(fù)上面的實驗。次數(shù)鉤碼所受的重力G/N提升高度h/m有用功W有用/J拉力F/N繩端移動的距離s/m總功W總/J機械效率η12310.0440.450.1310.0440.05974.6%1.50.0550.650.1640.08250.106677.4%20.0350.800.1100.070.08879.5%數(shù)據(jù)記錄實驗結(jié)論新知探究知識點3測量滑輪組的機械效率次數(shù)鉤碼所受的重力G/N提升高度h/m有用功W有用/J拉力F/N繩端移動的距離s/m總功W總/J機械效率η12310.0440.450.1310.0440.05974.6%1.50.0550.650.1640.08250.106677.4%20.0350.800.1100.070.08879.5%

用同一滑輪組提升重力不同的物體時，機械效率不同，被提升的物體越重，機械效率越高。思考討論：如果保持鉤碼重力一定，且鉤碼升高相同高度，改變動滑輪重量，動滑輪越重，機械效率怎樣變化?

物重一定，升高相同高度，則有用功不變，動滑輪越重時，額外功越多，根據(jù)W有用η=W有用＋W額外可知，動滑輪越重，機械效率越小。新知探究知識點3測量滑輪組的機械效率分析：想想議議

你在三次實驗中測得的機械效率一樣嗎?說一說影響滑輪組機械效率的因素有哪些。新知探究知識點3測量滑輪組的機械效率分析：若不考慮繩重和摩擦，只計動滑輪重力時：GhFs＝GhFnh＝GnF＝G＋G動G

所以，影響滑輪組機械效率的因素主要有重物的重力G和動滑輪的重力G動。η＝

＝W有用W總典型例題例3、如圖所示，用125N的拉力F，把重力為300N的木箱勻速提升3m，滑輪組的機械效率為_____；假如在上升過程中，拉木箱的繩子突然斷了，木箱由于______會繼續(xù)向上運動一段距離。80%慣性分析：==80%300N3×125NGhFs＝GhFnh＝GnFη＝

＝W有用W總n=3新知探究知識點3測量滑輪組的機械效率視頻

提高機械效率可以充分地發(fā)揮機械設(shè)備的作用，對節(jié)能減排、提高經(jīng)濟效益有重要的意義。解析：

沒有，由于W總=W有用+W額外，使用機械時不可避免的要做額外功，總功總大于有用功，所以機械效率總小于100%。練習(xí)1.有沒有機械效率為100%的機械?為什么?舉例說明，通過什么途徑可以提高機械效率。練習(xí)鞏固

提高機械效率的主要辦法是改進結(jié)構(gòu)，使機械設(shè)備更合理、更輕巧；在使用中按照技術(shù)規(guī)程經(jīng)常保養(yǎng)，使機械設(shè)備處于良好的狀態(tài)。

比如用減輕機械的自重，在運轉(zhuǎn)部分加潤滑油，讓機械滿負荷工作等。機械效率有用功和額外功課堂小結(jié)W總=W有用+W額外測量滑輪組的機械效率有用功跟總功的比值原理：機械效率η=W有用W總η=W有用W總=

GhFs同一滑輪組，物重越大，機械效率越高A.在①實驗中，應(yīng)勻速豎直向上拉動繩子B.由①②可知：滑輪組的機械效率與繩子

的繞法無關(guān) C.由②③可知：同一滑輪組提起物重越大，

機械效率越低 D.為使實驗的結(jié)論更具可靠性，應(yīng)換用不

同裝置進行多次實驗歸納得出普遍規(guī)律1．某同學(xué)想通過實驗來探究“影響滑輪組的機械效率的因素”，如圖所示，并測算了各次實驗裝置的機械效率。關(guān)于他的實驗過程，下列說法中不正確的是（）C隨堂練習(xí)越高2．如圖，用滑輪組將一重物豎直向上勻速提升2

m，所用拉力F=100

N，若該過程中滑輪組的機械效率為80%，則滑輪組對重物做的有用功為______J。320隨堂練習(xí)解析：

該滑輪組動滑輪上承擔(dān)物重的繩子有n=2段，所以，繩子拉下的距離：s=nh=2×2m=4m。則總功：W總=Fs=100N×4m=400J。故有用功：W有用=W總·η=400J×80%=320J。3.有一個螺旋形滑梯高為3m，滑梯的螺旋軌道距離為5m（如圖）。把重為300N的小孩從滑梯的底部沿著螺旋軌道勻速推上滑梯的頂端。如果小孩受到的摩擦力為30

N，則小孩受到沿滑梯向上的推力為_____N，滑梯的機械效率為_______。21085.7%隨堂練習(xí)解析：滑梯相當(dāng)于一個斜面，推力對小孩做的功為總功，克服重力做的功為