人教版八年级物理下册 第十二章 简单机械 第3节 机械效率课件(共32张PPT)

1、第十二章第十二章 第节第节 机械效率机械效率 直接提升物体做功，与使用机械提升物体做直接提升物体做功，与使用机械提升物体做功相同吗？功相同吗？提出问题：提出问题：提出问题提出问题G/Nh/mW直直/JF/Ns/mW机机/J20.11.2结论：使用动滑轮比直接提升物体不省功。结论：使用动滑轮比直接提升物体不省功。推论：使用任何机械不省功。（推论：使用任何机械不省功。（功的原理功的原理） 实实 验验4G/Nh/mW直直/JF/Ns/mW机机/J0.20.24额外功额外功W额额：由于机械自重和摩擦等因素影由于机械自重和摩擦等因素影响，人们不需要但不得不做的功（无

2、用付出）响，人们不需要但不得不做的功（无用付出）有用功有用功W有有：指：指人们必须做且人们必须做且对人们有用对人们有用的功（工作目的）的功（工作目的）总功总功W总总：人对机械所做的功（实际付出）人对机械所做的功（实际付出）一、有用功和额外功一、有用功和额外功实例实例1 1 用水桶从井中提水，对哪个物体用水桶从井中提水，对哪个物体做的功是有用功？对哪个物体做的功是额做的功是有用功？对哪个物体做的功是额外功？外功？实例实例2 2 打捞掉到井里的水桶，捞上的桶打捞掉到井里的水桶，捞上的桶里带了一些水。对哪个物体做的功是有用里带了一些水。对哪个物体做的功是有用功？对哪个物体做的功是额外功？功？对哪个物

3、体做的功是额外功？ 注意：注意：W W有有和和W W额额的判断要根据工作目的来确定。的判断要根据工作目的来确定。工作目的不同工作目的不同W W有有和和W W额额可能不同。可能不同。结论结论 1、用动滑轮提起重物时，将重物提升一定高度所、用动滑轮提起重物时，将重物提升一定高度所做的功，叫做有用功，用做的功，叫做有用功，用W有有表示，若重物重力为表示，若重物重力为G，提升高度为，提升高度为h，则，则W有有=Gh，有用功是为了达到有用功是为了达到某一目的而必须做的功。某一目的而必须做的功。 2、使用动滑轮提起重物时，我们还不得不克服动、使用动滑轮提起重物时，我们还不得不克服动滑轮本身所受的重力及摩擦

4、力等因素的影响而多滑轮本身所受的重力及摩擦力等因素的影响而多做一些功，这部分功叫做额外功，用做一些功，这部分功叫做额外功，用W额额表示。表示。额额外功是对人们没有用，但又不得不做的功。外功是对人们没有用，但又不得不做的功。 3、有用功与额外功之和是总共做的功，叫做总功、有用功与额外功之和是总共做的功，叫做总功，用用W总总表示，表示，W总总=W有有+W额额。总功指拉力做的功，。总功指拉力做的功，即动力做的功，即动力做的功，即即W总总=Fs。 4、一般来说，、一般来说，动力对机械做的功为总功，机械对动力对机械做的功为总功，机械对物体做的功为有用功。物体做的功为有用功。 5、他们的单位都是焦耳。、他

5、们的单位都是焦耳。三种机械做功的比较三种机械做功的比较你知道生活中的你知道生活中的 一词吗？一词吗？种子的发芽率、树的成活率种子的发芽率、树的成活率粉笔利用率粉笔利用率时间的利用率时间的利用率 上述的几个上述的几个“率率”=有用的量有用的量/总量总量表示事物某一方面的优劣。表示事物某一方面的优劣。 在使用机械工作时，希望有用功在总功中在使用机械工作时，希望有用功在总功中所占份额越多越好。它也反映了机械的一种性所占份额越多越好。它也反映了机械的一种性能，物理学中表示为机械效率。能，物理学中表示为机械效率。一、机械效率：一、机械效率：1定义：有用功跟总功的比值。定义：有用功跟总功的比值。2公式：公

6、式：WW 有有总总3用百分数表示，没有单位。用百分数表示，没有单位。4、有用功总小于总功，所以机械效率总小于、有用功总小于总功，所以机械效率总小于1 。 三种机械效率的计算总结三种机械效率的计算总结机械效率公式：总有用WW动力动力物SFhG额外有用有用WWW总额外总WWW 起重机起重机的机械效率是的机械效率是60%它表示什么意思？它表示什么意思？ 使用起重机提升重物时所做的有用功跟总功的比值使用起重机提升重物时所做的有用功跟总功的比值是是60%60%，也可以说有用功在总功中占有，也可以说有用功在总功中占有60%60%，另外的，另外的4040是额外功是额外功离心式水泵离心式水泵60%60%80%

7、80%柴油机柴油机28%28%37%37%起重机起重机40%40%50%50%汽油机汽油机 22%22%27%27%例题例题: :起重机把质量为起重机把质量为0.6t0.6t的重物提升了的重物提升了3m,3m,而它的电动而它的电动机所做的功是机所做的功是3.43.410104 4J,J,起重机的效率是多少起重机的效率是多少? ?解解: : 起重机提升重物所用的力等于物体所受的重力起重机提升重物所用的力等于物体所受的重力F=G=mg=0.6 F=G=mg=0.6 10103 3 kg kg 10 N/kg=6 10 N/kg=6 10103 3 N N起重机提升重物所做的功是有用功起重机提升重物

8、所做的功是有用功W W有有 = G h=6 = G h=6 10103 3 N N 3m=1.8 3m=1.8 10 104 4 J J起重机的电机所做的功是总功起重机的电机所做的功是总功W W总总=3.4=3.4 10 104 4J J起重机的机械效率是起重机的机械效率是: := =_1.8 1.8 10 104 4J J3.4 3.4 10 104 4J J=53%=53%总有WW例例 用一动滑轮将重用一动滑轮将重200N的砂子提到的砂子提到9m高的脚手架上，高的脚手架上，所用力是所用力是120N，求有用功、总功机械效率各是多少？求有用功、总功机械效率各是多少？J1800m9N200hGW

9、有%3 .83J2160J1800J2160m18N120总有总WWsFW解：解：“议一议议一议”：1、对于同一个机械，如果使用情况不同，、对于同一个机械，如果使用情况不同，机械效率相同吗？有何特点呢？机械效率相同吗？有何特点呢？ 为什么？为什么？ 不相同。不相同。 对于同一个机械，机械的自重和摩擦不变，对于同一个机械，机械的自重和摩擦不变，所以机械的额外功不变所以机械的额外功不变 所挂的重物越大，有用功越多，则有用功所所挂的重物越大，有用功越多，则有用功所占的比例越大占的比例越大所以，对于同一个机械，所挂的重物越大，所以，对于同一个机械，所挂的重物越大，机械效率越高机械效率越高3、通过实验探

10、究，你认为如何才能提高机械的、通过实验探究，你认为如何才能提高机械的机械效率？机械效率？ 增大有用功所占的比例：额外功一定时，增加有用功增大有用功所占的比例：额外功一定时，增加有用功减小额外功所占的比例：有用功一定时，减小额外功减小额外功所占的比例：有用功一定时，减小额外功“议一议议一议”：2、对于不同的机械，如果所挂的重物相同，那么、对于不同的机械，如果所挂的重物相同，那么机械效率会相同吗？为什么？机械效率会相同吗？为什么？ 机械对外所做的有用功一定时，机械本身的机械对外所做的有用功一定时，机械本身的重力和摩擦越小，额外功就越小，则有用功所占重力和摩擦越小，额外功就越小，则有用功所占的比例越

11、大的比例越大所以，对于不同的机械，如果所挂的重物相同，所以，对于不同的机械，如果所挂的重物相同，机械本身的重力和摩擦越小，机械效率越高。机械本身的重力和摩擦越小，机械效率越高。1关于机械效率的说法中正确的是关于机械效率的说法中正确的是 （ ） A越省力的机械，效率越高越省力的机械，效率越高 B做有用功越多的机械，效率越高做有用功越多的机械，效率越高 C做相同的功，额外功的值越小，效率越高做相同的功，额外功的值越小，效率越高 D做功越快的机械，效率越高做功越快的机械，效率越高C 练一练练一练2如图，忽略绳重和摩擦，用拉力如图，忽略绳重和摩擦，用拉力F拉着拉着10 N的重物匀速上升，绳子自由的重物

12、匀速上升，绳子自由端移动端移动1 m，动滑轮重力，动滑轮重力2 N，求：（求：（1）拉力）拉力F；（2）物体上升的距离；）物体上升的距离；（3）有用功，总功，机械效率。）有用功，总功，机械效率。 练一练练一练探究一：测滑轮组的机械效率探究一：测滑轮组的机械效率三、实验探究：三、实验探究：讨论：讨论： 为得出滑轮组的机械效率，需要求出有用为得出滑轮组的机械效率，需要求出有用功和总功，为此需要测出哪些物理量？每个量怎功和总功，为此需要测出哪些物理量？每个量怎样测量？样测量？刻度尺、钩码、弹簧秤、滑轮组两个、铁刻度尺、钩码、弹簧秤、滑轮组两个、铁架台、长约架台、长约2m2m的细绳。的细绳。实验器材：

13、实验器材：实验原理：实验原理：总有WWsFW总hGW有sFhGhnFhGFnG实验步骤：实验步骤：2 2、在滑轮组一（一动一静）上挂一个钩码，记下钩、在滑轮组一（一动一静）上挂一个钩码，记下钩码和绳子自由端的位置。匀速拉动弹簧测力计，使钩码和绳子自由端的位置。匀速拉动弹簧测力计，使钩码上升一定高度，读出测力计示数码上升一定高度，读出测力计示数F F，用刻度尺测出钩，用刻度尺测出钩码上升高度码上升高度h h和绳自由端移动距离和绳自由端移动距离s s1 1、测出一个钩码的重力、测出一个钩码的重力G G3 3、在滑轮组二（两动两静）上挂一个钩码重复上述、在滑轮组二（两动两静）上挂一个钩码重复上述实验

14、实验4 4、在滑轮组二上（两动两静）挂两个钩码重复上述、在滑轮组二上（两动两静）挂两个钩码重复上述实验实验5 5、记录数据，并计算四次实验的机械效率、记录数据，并计算四次实验的机械效率钩码重G/N224钩码上升高度h/m有用功W有/J0.4拉力F/N0.61绳端移动距离S/m0.5总功W总/J0.5机械效率80%0.2483.3%66.7%1、比较两次两种滑轮组有什么不、比较两次两种滑轮组有什么不同？机械效率有何差异？同？机械效率有何差异？2、分析影响滑轮组机械效率的因、分析影响滑轮组机械效率的因素是什么？素是什么？实验结论：实验结论：1

15、1、用不同的滑轮组提升同一重物时，机、用不同的滑轮组提升同一重物时，机 械效率械效率 ，动滑轮多的做的，动滑轮多的做的 功功多，机械效率多，机械效率 （填高或低）填高或低） 2 2、用同一滑轮组提升不同重物时，机械效、用同一滑轮组提升不同重物时，机械效率率 ，重物越重做的，重物越重做的 功多，机械效功多，机械效率率 （填高或低）。填高或低）。 3 3、滑轮组提升重物时，机械效率的高低、滑轮组提升重物时，机械效率的高低与与 、 、以及、以及 有关。有关。不同不同额外额外低低不同不同有用有用高高动滑轮重力动滑轮重力摩擦力摩擦力提升物体的重力提升物体的重力影响滑轮组机械效率的影响滑轮组机械效率的因素

16、因素 1 1、滑轮组轮与轴及轮与绳之间的摩擦、滑轮组轮与轴及轮与绳之间的摩擦 2 2 、动滑轮的自重、动滑轮的自重 3 3、所提升的物重、所提升的物重 4 4、机械效率与省力多少无关、与功率大、机械效率与省力多少无关、与功率大小无关、与重物被提升的高度无关！小无关、与重物被提升的高度无关！注意事项 在实验中要匀速拉动弹簧测力计，并在竖直方向上移动。提高机械效率提高机械效率 的方法的方法2、改进机械的结构，减小机械自重改进机械的结构，减小机械自重 1、定时润滑定时润滑减小机械间的摩擦力。减小机械间的摩擦力。例如：动滑轮太重，使滑轮组机械效率很低，例如：动滑轮太重，使滑轮组机械效率很低，换用较轻滑

17、轮就可提高其机械效率。换用较轻滑轮就可提高其机械效率。例如：加强机械运动部位的润滑例如：加强机械运动部位的润滑.3 3、 增加物重增加物重。机械效率的定义机械效率的定义 ： 有用功跟总动的比值有用功跟总动的比值 额有总WWW总有WW总有WW有用功有用功 ：对人们有用的功：对人们有用的功有用W额外功额外功 ：人们不需要但又不：人们不需要但又不 得不做的功得不做的功额W总功总功 ：有用功与额外功的总和：有用功与额外功的总和总W 公式公式： 永远小于1 小结：小结：1图图为测量滑轮组机械效率的实为测量滑轮组机械效率的实验装置，钩码总重验装置，钩码总重6 N。 （1）实验时要竖直向上）实验时要竖直向上

18、_拉动弹簧测力计，由图可知拉力拉动弹簧测力计，由图可知拉力大小为大小为_N，若钩码上升的，若钩码上升的高度为高度为8cm,则弹簧测力计向上移动则弹簧测力计向上移动_cm,该滑该滑轮组的机械效率为轮组的机械效率为_。（2）若仅增加钩码的个数，该滑轮组有机械效率）若仅增加钩码的个数，该滑轮组有机械效率将将_（选填：（选填：“增大增大”、“减小减小”或或“不不变变”）缓慢缓慢2.42483.3%增大增大 练一练练一练2在在“测滑轮组机械效率测滑轮组机械效率”的实验中，用同一滑的实验中，用同一滑轮组进行两次实验，实验数据如下表：轮组进行两次实验，实验数据如下表： 此实验所用滑轮的个数至少是此实验所用滑轮的个数至少是_个，其中动滑个，其中动滑轮有轮有_个。个。第一次实验测得滑轮组的机械效率为第一次实验测得滑轮组的机械效率为_，第二次实验时滑轮组的机械效率第二次实验时滑轮组的机械效率_第一