機械效率（教學課件）八年級物理全一冊（滬科版2024）

第十一章?簡單機械第三節(jié)

機械效率八年級

全一冊義務教育物理課程標準實驗教科書編寫組?編著上海科學技術出版社說明ppt使用高質量視頻，資源比較大，本ppt約60MB.本ppt共有58張、2段視頻，可根據需要選擇點播.本ppt使用PowerPoint制作，建議使用PowerPoint播放.視頻資源①動畫講解——《有用功和額外功》②課堂總結——《機械效率》免責追責視頻版權歸原作者，如涉及版權問題，請聯(lián)系刪除。ppt版權歸本工作室，若遇侵權問題，將追責。致老師、同學第三節(jié)機械效率導入新課1.

生活中我們常會強調提高效率，如學習效率、工作效率等。利用機械幫助我們完成某項任務，也會涉及效率問題。那么，機械做功與效率有怎樣的關系呢？本節(jié)我們將學習有關內容。第三節(jié)機械效率導入新課第三節(jié)機械效率2.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？學習目標1.

知道機械效率，能認識有用功和總功；2.

知道機械效率總是小于100%，能認識提高機械效率的意義和途徑。第三節(jié)機械效率目錄導航有用功、額外功和總功作業(yè)解析課堂總結提升訓練機械效率的大小第三節(jié)機械效率有用功、額外功和總功一一、有用功、額外功和總功1.探究使用動滑輪是否省功【提出問題】如圖所示，在使用動滑輪提升物體時，盡管省力，但需要移動更長的距離。使用滑輪提升物體做的功與不使用滑輪直接提升物體做的功相同嗎？下面，我們來探究這個問題。探究機械做功一、有用功、額外功和總功【設計實驗】參照圖所示的方法進行實驗。（1）用彈簧測力計將鉤碼緩慢地提升一定的高度，如圖（a）所示，計算拉力所做的功。（2）用彈簧測力計和一個動滑輪將同樣的鉤碼緩慢地提升相同的高度，如圖（b）所示，再次計算拉力所做的功。比較兩次拉力所做的功相同嗎？為什么？一、有用功、額外功和總功【進行實驗】（1）用彈簧測力計直接將重為2N的鉤碼勻速提升0.1m，記下彈簧測力計的示數(shù)F1和鉤碼在F1方向上移動的距離s1。（2）再借助一個動滑輪用彈簧測力計將重2N的鉤碼勻速提升0.1m，記下彈簧測力計的示數(shù)F2和繩子自由端在F2方向上移動的距離s2。一、有用功、額外功和總功做功方式拉力F/N物體升高的高度h/m拉力移動的距離S/m

【數(shù)據記錄】直接用彈簧測力計提升重為2N的鉤碼用彈簧測力計和一個動滑輪提升重2N的鉤碼20.10.11.20.10.2一、有用功、額外功和總功①直接用彈簧測力計提升重為2N的鉤碼做功W1=F1s1=2N×0.1m=0.2J

②用彈簧測力計和一個動滑輪提升2N的鉤碼做功

W2=F2

s2=1.2N×0.2m=0.24J做功方式拉力F/N物體升高的高度h/m拉力移動的距離s/m拉力做的功W/J直接用彈簧測力計提升重為2N的鉤碼20.10.1用彈簧測力計和一個動滑輪提升重2N的鉤碼1.20.10.2【分析論證】0.20.24③W2＞W1一、有用功、額外功和總功【實驗結論】?使用機械做功時，盡管它能給我們帶來便利，但是，由于機械本身的自重以及摩擦等因素的影響，需要額外多做一些功。做功的方式拉力做的功W/J直接提升重為2N的鉤碼0.2用動滑輪提升重為2N的鉤碼0.24【實驗評估】借助動滑輪所用的拉力做的功要多一些.一、有用功、額外功和總功（1）有用功：在圖（a）所示實驗中，直接用彈簧測力計提升鉤碼，其拉力克服鉤碼的重力做的功為有用功，用W有用表示。（2）總功：在圖（b）所示實驗中，彈簧測力計的拉力所做的功為總功，用W總表示。

（3）額外功：在借助動滑輪勻速提升鉤碼過程中，拉力不僅要做有用功，還須克服滑輪的重力及摩擦力等做功，這部分功為額外功，用W額外表示。2.有用功、額外功和總功一、有用功、額外功和總功有用功、額外功和總功的關系：W總=W有用+W額

從總功中減去額外功，是對我們有用的功，即有用功。因此，動力對機械所做的功總是大于機械所做的有用功。一、有用功、額外功和總功（4）想想議議?用水桶從井中提水的時候，所做的功哪部分是有用功，哪部分是額外功？提水所做的功是有用功；提水桶所做的功是額外功。?如果桶掉到井里，從井里撈桶的時候，撈上的桶里帶了一些水，這種情況下哪部分是有用功，哪部分是額外功？提水桶所做的功是有用功；提水所做的功是額外功。一、有用功、額外功和總功動畫講解——《有用功和額外功》一、有用功、額外功和總功【例題1】如圖所示，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，則此過程中有用功是______J，額外功是____J，總功是_____J。40036040動滑輪提升重物所做的有用功為W有＝Gh＝180N×2m＝360J由圖知有2段繩子拉著物體，拉力端移動距離s＝2h＝2×2m＝4m拉力所做的總功W總＝Fs＝100N×4m＝400J則額外功為

W額外＝W總-W有＝400J-360J＝40J一、有用功、額外功和總功【例題2】無人機應用廣泛，現(xiàn)在無人機的很多鋼材部件用密度更小的碳纖維替換，來減輕機身重量。如圖所示，用碳纖維替換后的無人機與未替換前相比，將同一個快遞包裹從地面運送到五樓，可以（）A．減少有用功 B．增大有用功C．減少額外功 D．增大總功C將同一個快遞包裹從地面運送到五樓，克服無人機自重做的是額外功，用碳纖維替換后的無人機與未替換前相比，機身減輕了重力，所以，減少了額外功；克服包裹的重力做的功是有用功，與未替換前相比沒有變化，即有用功不變；總功等于有用功和額外功之和，有用功不變，額外功減少，總功減少。故C符合題意，ABD不符合題意。故選C。機械效率的大小二二、機械效率的大小問題人們希望在總功中有用功所占比例更大些，這就涉及機械效率問題。那么，什么是機械效率呢？二、機械效率的大小1.機械效率

二、機械效率的大?、跈C械效率只有大小，沒有單位。③機械效率總小于1由于有用功總小于總功，所以機械效率總小于1。機械效率通常用百分數(shù)表示。④機械效率的大小與省力情況無關機械效率的高低與機械省力多少無關，不要認為機械越省力其機械效率越高。二、機械效率的大小2.一些機械（機器）的機械效率瓦特蒸汽機的機械效率提高至6%~15%起重機的機械效率40%~50%皮帶傳動的機械效率90%~98%二、機械效率的大小汽油機的機械效率22～27%離心式水泵的機械效率60～80%噴氣發(fā)動機的機械效率50～60%一些機械（機器）的機械效率二、機械效率的大小

想一想:一臺起重機的機械效率是60%

??????，它表示什么意義？

二、機械效率的大小3.一些簡單機械的機械效率（1）滑輪組的機械效率①滑輪組豎直提升物體如圖，利用滑輪組把重力為G的物體提高h。F為動力，s為繩子自由端移動的距離，n為承擔重物的繩子股數(shù)。

由公式可知：不計繩重與摩擦，當動滑輪的重力越小、物重越大時，機械效率越高。二、機械效率的大小

f摩擦力f摩擦力二、機械效率的大小大量的實驗表明：滑輪組的機械效率跟物重、動滑輪重、繩重和摩擦有關；對同一個滑輪組來說物重越大，機械效率越高；在物重相同時，動滑輪重越小，機械效率越高；在物重相同時，機械摩擦和繩重越小，機械效率越高。二、機械效率的大小（2）斜面的機械效率如圖所示，用力F沿斜面把重力為G的物體提高，h為斜面的高度，l為斜面的長度，f為物體與斜面間的摩擦力。

二、機械效率的大小（3）杠桿的機械效率如圖所示，利用杠桿把重力為G的物體提高h，F(xiàn)為動力，s為動力作用點移動的距離。

二、機械效率的大小4.提高機械效率的方法影響因素分析改進措施（提高效率）同一機械，被提升物體的重力越大，做的有用功越多，機械效率越大.在機械承受的范圍內，盡可能增加被提升物體的重力.有用功不變時，減小提升機械時做的額外功，可提高機械效率.機械自身部件的摩擦力越大，機械效率越低.改進機械結構，使其更合理、更輕巧.對機械按照技術規(guī)程經常保養(yǎng)，使機械處于良好的狀態(tài).被提升物體的重力機械自身的重力機械轉動部件間的摩擦二、機械效率的大小【例題2】如圖所示，工人用滑輪將45kg建筑材料沿豎直方向勻速提升3m，所用的拉力為250N。此滑輪的機械效率是多少？（g取10N/kg）二、機械效率的大小【分析】工人用滑輪提升建筑材料的過程中，有用功是不用滑輪直接把物體提升3m做的功；總功是拉力做的功，兩者的比即為機械效率?！窘狻坑深}意，建筑材料的質量m=45kg，建筑材料提升的高度h=3m，拉力F=250N，工人用手拉起的實際繩長s=2h=6m?；喿龅挠杏霉?/p>

W有用=Gh=mgh=45kg×10N/kg×3m=1350J拉力做的總功為W總=Fs=250N×6m=1500J

此滑輪的機械效率為

二、機械效率的大小

二、機械效率的大小【例題3】如圖所示，用滑輪組豎直向上勻速提升重物，不計繩重和摩擦，下列措施能提高滑輪組機械效率的是（）A．適當增大重物上升的高度B．換用質量較小的動滑輪C．增大繩子自由端移動的距離D．增大繩子自由端的拉力B二、機械效率的大小所以選B.

ACD．用滑輪組豎直向上勻速提升重物時，有用功為W有用=G物h，不計繩重和摩擦，額外功為：W額=G動h，總功為W總=W有用+W額=G物h+

G動h則滑輪組的機械效率為由此可知，滑輪組機械效率的高低與重物上升的高度、增大繩子自由端移動的距離和增大繩子自由端的拉力無關，故ACD不符合題意；B．由以上分析可知，減小動滑輪的重力，可減小額外功，能提高滑輪組的機械效率，故B符合題意。

二、機械效率的大小【例題4】如圖所示，斜面與水平地面夾角為30°，某快遞員用500N的力，將重800N的貨物沿斜面勻速推上車廂，斜面的機械效率為_____。不改變斜面與地面夾角和貨物質量，采用______________的方法可以提高斜面的機械效率。

80%

使接觸面光滑

課堂總結三三、課堂總結（1）

有用功和額外功機械效率機械效率的影響因素機械效率三、課堂總結（2）作業(yè)解析四1．為了提高起重機的機械效率，你有哪些建議？四、作業(yè)解析為了提高起重機的機械效率，可以在確保鋼絲繩與塔吊安全的情況下，增加貨箱的重力；可以減小動滑輪的重力；給動滑輪轉軸處加潤滑油減小摩擦等。2.某建筑工人用大小為600N的拉力F，通過定滑輪將重500N的物體勻速提升2m。求：（1）這名建筑工人做的有用功；（2）這名建筑工人做的總功；（3）此定滑輪的機械效率。四、作業(yè)解析（1）建筑工人做的有用功

W有=Gh=500N×2m=1000J（2）使用定滑輪時，繩端移動的距離

s=h=2m

這名建筑工人做的總功

W總=Fs=600N×2m=1200J（3）定滑輪的機械效率

3.某人用100N的力，沿豎直方向將杠桿動力臂的端點壓下2m，杠桿的另一端將320N的重物舉高0.5m，則他做的有用功是多少？杠桿的機械效率是多少？四、作業(yè)解析克服重物重力做的功為有用功，故做的有用功W有=Gh=320N×0.5m=160J動力做的總功

W總=Fs=100N×2m=200J杠桿的機械效率

4.分析汲水裝置桔槔工作時，機械做有用功、額外功和總功的情況，并分析主要的能量相互轉化的情況。四、作業(yè)解析四、作業(yè)解析有用功是克服水的重力所做的功。額外功包括在操作過程中不得不做但并非直接用于提水的功，如克服機械摩擦、提升水桶本身的重力還有杠桿自身的重力產生的功?？偣褪怯杏霉εc額外功的總和。能量轉化：人的生物能轉化為機械能，其中一部分通過杠桿傳遞，轉化為水的勢能；另一部分在克服摩擦時轉化為內能；還有一部分用于提升水桶的勢能。5.*工人用如圖所示滑輪組將重200N的物體勻速提升3m，工人豎直向上的拉力為80N。求：（1）工人所做的有用功；（2）工人所做的總功；（3）此滑輪組的機械效率。四、作業(yè)解析（1）工人做的有用功為W有=Gh=200N×3m=600J（2）由圖可知，承擔物重繩子的股數(shù)為n=3，繩子自由端移動的距離為s=3×3m=9m工人做的總功為W總=Fs=80N×9m=720J（4）滑輪組的機械效率為

提升訓練五五、提升訓練1．用繩子將鉤碼提升至一定的高度，如圖所示，此過程所做的有用功是（）

A．提升鉤碼所做的功B．克服摩擦力所做的功C．提高繩子所做的功D．克服動滑輪重力所做的功A

用繩子將鉤碼提升至一定的高度，此過程所做的有用功是提升鉤碼所做的功。所以選A。五、提升訓練2．一臺起重機將重3600N的貨物提高4m，起重機做的有用功是多少如果額外功是9600J，總功是多少？機械效率是多少？起重機所做的額外功是由哪些因素引起的？

五、提升訓練3.實驗時，小芳用圖所示的滑輪組，將重為8N的物體勻速提升0.5m。已知動滑輪的重為2N，不計繩重和摩擦，則（）A．拉力F為4N B．有用功為5JC．繩子自由端移動距離為1.5m D．該滑輪組的機械效率為80%D五、提升訓練所以選D.

五、提升訓練4.如圖用同一滑輪組分別將兩個不同的物體A和B勻速提升相同的高度，不計繩重和摩擦的影響，提升A的過程滑輪組的機械效率較大，則下列判斷正確的是（）①A物體比B物體輕；②提升A的拉力較大；③提升A所做的額外功較少；④提升A做的有用功較多A．只有①③ B．只有②④C．只有②③ D．只有①④B五、提升訓練

因為額外功相同，提升A物體時滑輪組的機械效率較大，所以提升A物體所做的有用功較大，由于提升物體高度一樣，所以A物體較重，提升A