12.4機械效率 課件 (共41張) 2024-2025學年度人教版物理八年級下冊

第4節(jié)機械效率第十二章簡單機械知識點有用功、額外功和總功知1－講感悟新知11.研究使用動滑輪是否省功(1)實驗過程：①如圖1甲所示，用彈簧測力計將鉤碼緩慢地提升一定的高度，將實驗數(shù)據(jù)填入表格中。知1－講感悟新知②如圖乙所示，用彈簧測力計和動滑輪將同樣的鉤碼緩慢地提升相同的高度，將實驗數(shù)據(jù)填入表格中。實驗次序鉤碼重G/N鉤碼上升高度h/m彈簧測力計的拉力F/N彈簧測力計移動的距離s/m120.12.10.1220.11.10.2知1－講感悟新知③計算并比較兩次實驗中拉力所做的功。(2)實驗結(jié)論：使鉤碼上升相同的高度，利用動滑輪提升鉤碼時做的功大于直接提升鉤碼所做的功；這表明：使用動滑輪不但不省功，反而要多做功。溫馨提示:1.實驗中，應(yīng)豎直向上勻速提升鉤碼。2.圖1乙實驗中，彈簧測力計移動的距離可以不用刻度尺測量，直接利用關(guān)系式s=nh=2×0.1m=0.2m得到。知1－講感悟新知深度思考使用動滑輪提升物體時，在克服物體重力做功之外，還要克服哪些因素而做功？深度理解要克服動滑輪和繩的自重做功，還要克服摩擦做功。知1－講感悟新知2.有用功、總功和額外功(1)有用功：圖1乙實驗中，將鉤碼提升一定的高度是我們的工作目的，動滑輪對鉤碼的拉力所做的功叫作有用功，用W有用表示。當動滑輪提升鉤碼做勻速直線運動時，動滑輪對鉤碼的拉力F0與鉤碼的重力是一對平衡力，因此提升鉤碼做功就是克服鉤碼重力做功，即W有用=F0h=Gh。有用功相當于不用機械而直接用手對物體做的功。知1－講感悟新知(2)額外功：用動滑輪提升鉤碼時，我們還不可避免地要克服動滑輪本身所受的重力以及摩擦力等因素的影響而多做一些功，這部分功叫作額外功，用W額外表示。(3)總功：圖1乙實驗中，彈簧測力計的拉力所做的功，叫作總功，用W總表示，則其總功W總=Fs?？偣Φ扔谟杏霉εc額外功之和，即W總=W有用+W額外。知1－講感悟新知方法點撥根據(jù)機械功的流程圖認識功的種類：感悟新知知1－練[廣元朝天區(qū)期末]如圖2所示，用40N的拉力F水平拉著重為100N的物體在水平路面上勻速移動3m的距離。物體所受摩擦力為60N，則()A.總功為300J B.有用功為240JC.額外功為60J D.總功為120J例1感悟新知知1－練解題秘方：用滑輪拉物體在水平方向移動時，有用功是對物體所做的功。對滑輪而言額外功通常無法直接計算，需要借助總功和有用功進行推算。解析：拉力端移動距離s=2s物=2×3m=6m，拉力做的總功W總=Fs=40N×6m=240J；有用功等于克服物體所受摩擦力做的功W有用=fs物=60N×3m=180J；額外功W額外=W總-W有用=240J-180J=60J。答案：C感悟新知知1－練1.用動滑輪將重100N的物體從地面提高到10m的腳手架上，所用的拉力是60N。此過程中，關(guān)于做功的說法中正確的是()A.有用功為600J B.額外功為200JC.總功為600J D.總功為1000JB知識點機械效率知2－講感悟新知2

知2－講感悟新知深度理解由機械效率的計算公式知，式中分子和分母的單位相同，故算出的機械效率沒有單位。機械效率是一個比值，一般用百分數(shù)表示。知2－講感悟新知3.對機械效率的理解小于1：使用機械時，不可避免地要克服機械自重、摩擦等做功，故一定有W總>W有用，所以機械效率一定小于1。(1)反映了機械的性能：機械效率越高，有用功和總功的比值越大，機械的性能越好。(2)可變性：機械效率不是固定不變的，同一機械在不同的做功過程中，機械效率可能會發(fā)生改變。知2－講感悟新知發(fā)散思考機械效率和功率是兩個有聯(lián)系的物理量嗎？機械效率和功率是兩個完全不同的物理量，二者之間沒有直接的聯(lián)系，功率大的機械做功快，但機械效率不一定高；機械效率高的機械，性能好些，做功時的利用率較高，但功率不一定大。知2－講感悟新知4.機械效率的計算歸類杠桿斜面滑輪(組)圖示做功目的豎直提升物水平移動物體有用功W

有=GhW

有=fs

物總功W總=FsF機械效率知2－講感悟新知思想方法遷移思維：在已經(jīng)掌握用滑輪組豎直提升物體時有用功、總功和機械效率的基礎(chǔ)上，運用遷移思維求解用滑輪組水平拉動物體時有用功、總功和機械效率。遷移思維是將知識和方法遷移運用到新情境解決問題的思維活動。感悟新知知2－練[中考·南京]如圖3所示，物體重180N，動滑輪重10N，小明用100N的拉力(方向不變)將物體勻速提升2m，用了10s，則此過程中有用功是________J，額外功是________J，拉力的功率是________W，滑輪組的機械效率是________%。例2360404090是多余條件，是干擾條件。感悟新知知2－練解題秘方：利用題中條件可直接求出的物理量有W有、s、W總，再利用求出的物理量和已知量進一步分析求解。解析：滑輪組提升物體時所做的有用功W

有=Gh=180N×2m=360J。由圖知n=2，則繩子末端移動的距離s=2h=2×2m=4m，感悟新知知2－練

感悟新知知2－練2.[中考·連云港]用如圖所示滑輪組將重300N的物體勻速提升1m，拉力大小為120N，有用功為______J，滑輪組的機械效率為______。30083.3%[中考·泰安]如圖4所示，甲工人用水平推力F甲推動重為750N的貨物，在水平路面上勻速移動2m至倉庫門口A

處，用時10s，此過程中甲工人做功的功率P甲＝30W；乙工人接著使用滑輪組拉動該貨物在同樣的路面上勻速移動3m到達指定位置B，拉力F乙為80N。求：感悟新知知2－練例3感悟新知知2－練

(1)甲工人做的功。感悟新知知2－練解：甲工人做的功W甲=P甲t=30W×10s=300J。(2)該滑輪組的機械效率。感悟新知知2－練

感悟新知知2－練

感悟新知知2－練3.[中考·廣西]如圖是利用滑輪組幫助汽車脫困的情景。勻速拉動車的過程中，車相對樹木是_______

(填“靜止”或“運動”)的，動滑輪上有_______段繩子承擔對車的拉力，若對車的拉力為2400N，F(xiàn)為1500N，則該滑輪組的機械效率是_______。運動280%感悟新知知3－講知識點測量滑輪組的機械效率2

感悟新知知3－講②需要測量的物理量：鉤碼所受的重力G、繩子末端受到的拉力F、鉤碼被提升的高度h

和繩子末端移動的距離s。③需要的實驗器材：彈簧測力計、刻度尺、鉤碼、滑輪、細線和鐵架臺等。實驗要點在勻速豎直向上拉彈簧測力計的過程中讀出拉力的大小。感悟新知知3－講(1)實驗過程①用彈簧測力計測量鉤碼所受的重力G并填入下表。②按照圖5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，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。感悟新知知3－講④改變鉤碼的數(shù)量，重復上面的實驗。⑤算出有用功W有用、總功W總、機械效率η

并填入下表。次數(shù)繩端鉤碼所受的重力G/N提升的高度h/m有用功W有用/J拉力F/N移動的距離s/m總功W總/J機械效率η120.10.21.00.30.366.7%240.10.41.80.30.5474.1%360.10.62.50.30.7580%感悟新知知3－講(3)實驗結(jié)論使用同一個滑輪組，機械效率隨所提升物體重力的增加而增大。感悟新知知3－講發(fā)散思考測量滑輪(組)機械效率的實驗中，假如沒有刻度尺，能否完成機械效率大小的測量？

感悟新知知3－講(4)影響滑輪組機械效率的主要因素與改進措施影響因素分析改進措施被提升物體的重力同一滑輪組，被提升物體的重力越大，做的有用功越多，機械效率越高在機械承受的范圍內(nèi)，盡可能增加被提升物體的重力動滑輪的自重有用功不變時，減小提升動滑輪時做的額外功，可提高機械效率改進滑輪結(jié)構(gòu)，減輕滑輪自重滑輪組自身部件的摩擦機械自身部件的摩擦力越大，機械效率越低對機械進行保養(yǎng)，保持良好的潤滑，減小摩擦感悟新知知3－講思想方法根據(jù)控制變量法比較機械效率大?。?1)在額外功相同時,有用功越大，機械效率越高。(2)在有用功相同時,額外功越小，機械效率越高。感悟新知知3－練[溫州期末]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。為提高滑輪組的機械效率，根據(jù)你的學習和生活經(jīng)驗，可采取的措施有()①增加所提物體的重力②減輕動滑輪的重力③給機械加潤滑油④增加重物上升的高度A.①②③④B.①②③C.①③④D.①②④例4感悟新知知3－練解題秘方：根據(jù)計算滑輪組的機械效率的公式及其推導公式推理分析。感悟新知知3－練

答案：B感悟新知知3