第十二章《简单机械》第3节《机械效率》ppt课件(59张)

1、人教版物理人教版物理 八年级八年级( (下下) )第3节 机械效率一、有用功和额外功一、有用功和额外功1.1.有用功有用功为了达到目的为了达到目的_的功。用的功。用W W有有表示。表示。2.2.额外功额外功为了达到目的为了达到目的_的功。用的功。用W W额额表示。表示。3.3.总功总功_和和_总共做的功，用总共做的功，用W W总总表示。表示。 必须要做必须要做并非需要而又不得不做并非需要而又不得不做有用功有用功额外功额外功二、机械效率二、机械效率1.1.定义定义_跟跟_的比值。的比值。2.2.公式公式_。3.3.规律规律机械效率总机械效率总_。4.4.提高机械效率的方法提高机械效率的方法（1

2、1）_。（2 2）_等。等。有用功有用功总功总功WW有总小于小于1 1改进结构改进结构经常保养经常保养【名师点拨【名师点拨】利用机械对物体做功时，总存在额外功，故机械效利用机械对物体做功时，总存在额外功，故机械效率总小于率总小于1 1。 有用功、额外功和总功有用功、额外功和总功结合演示实验结合演示实验“使用动滑轮是否费功使用动滑轮是否费功”并分析有用功、额外功并分析有用功、额外功和总功，填写表格。和总功，填写表格。提示：提示：（1 1）两种方式的目的都是提升钩码，所以对钩码做的功）两种方式的目的都是提升钩码，所以对钩码做的功都是有用功。都是有用功。（2 2）为了提升钩码并非需要而又不得不做的功

3、是额外功。第二）为了提升钩码并非需要而又不得不做的功是额外功。第二个图中拉力提升动滑轮所做的功就是额外功。个图中拉力提升动滑轮所做的功就是额外功。（3 3）提升钩码所做的全部功就是总功。）提升钩码所做的全部功就是总功。参考答案：参考答案：【归纳提升【归纳提升】三种功的概念三种功的概念（1 1）有用功是为了达到目的直接用手对物体做的功，即对我们）有用功是为了达到目的直接用手对物体做的功，即对我们有用的功。（有用的功。（2 2）额外功是利用机械时，不需要而又不得不做的）额外功是利用机械时，不需要而又不得不做的功。（功。（3 3）总功是利用机械时，动力所做的功。）总功是利用机械时，动力所做的功。【拓

4、展延伸【拓展延伸】有用功、额外功、总功的比较有用功、额外功、总功的比较【针对训练【针对训练】（多选）关于有用功与额外功的说法，正确的是（多选）关于有用功与额外功的说法，正确的是（ ）A.A.用水桶从井中提水时，对水做的功是有用功，而对水桶做的用水桶从井中提水时，对水做的功是有用功，而对水桶做的功是额外功功是额外功B.B.用水桶从井中提水时，对水桶做的功是有用功，对水做的功用水桶从井中提水时，对水桶做的功是有用功，对水做的功是额外功是额外功C.C.当水桶掉进井里，需要将水桶打捞上来时，对水做的功是额当水桶掉进井里，需要将水桶打捞上来时，对水做的功是额外功外功D.D.从井中打捞水桶时，对水做的功是

5、有用功，对水桶做的功是从井中打捞水桶时，对水做的功是有用功，对水桶做的功是额外功额外功 【教你解题【教你解题】分析做功的目的即做的哪些功对我们有用。分析做功的目的即做的哪些功对我们有用。【精讲精析【精讲精析】选选A A、C C。用水桶从井里提水的目的是从井中得到。用水桶从井里提水的目的是从井中得到水，所以对水做的功是有用功，而对水桶做的功是我们不需要水，所以对水做的功是有用功，而对水桶做的功是我们不需要但不得不做的，是额外功，故但不得不做的，是额外功，故A A正确，正确，B B错误；从井中打捞水桶错误；从井中打捞水桶的目的是从井中捞起水桶，因此对水桶所做的功是有用功，对的目的是从井中捞起水桶，

6、因此对水桶所做的功是有用功，对水所做的功是额外功，故水所做的功是额外功，故C C正确，正确，D D错误。错误。 机械效率机械效率利用机械效率的公式利用机械效率的公式 进行简单计算，并分析提高机械进行简单计算，并分析提高机械效率的方法。效率的方法。WW有总1.1.机械效率机械效率_（选填（选填“有有”或或“无无”）单位。）单位。提示：提示：机械效率是利用机械所做的有用功与总功的比值，是一机械效率是利用机械所做的有用功与总功的比值，是一个百分比，没有单位。个百分比，没有单位。参考答案：参考答案：无无2.2.动滑轮的重力为动滑轮的重力为G G动动，物体的重力为，物体的重力为G G物物，绳子的拉力为，

7、绳子的拉力为F F，物体，物体匀速提升的高度为匀速提升的高度为h h，绳重及摩擦忽略不计，求动滑轮的机械效，绳重及摩擦忽略不计，求动滑轮的机械效率。率。提示：提示：该装置的目的是将重物提高该装置的目的是将重物提高h h，所以有用功为克服物体重，所以有用功为克服物体重力做的功力做的功W W有有=G=G物物h h，提升动滑轮所做的功为额外功，提升动滑轮所做的功为额外功W W额额=G=G动动h h，由于，由于动滑轮省一半的力，所以绳子移动的距离动滑轮省一半的力，所以绳子移动的距离s=2hs=2h，拉力做的功为，拉力做的功为总功总功W W总总=Fs=F=Fs=F2h2h，故动滑轮的机械效率，故动滑轮的

8、机械效率 或或参考答案：参考答案：WG hG hGWFsF 2h2F有物物物总WG hGWWG hG hGG有物物有额物动物动。GG2FGG物物物动或3.3.比较用动滑轮提物体时，对物体做的功和拉力做的功，你有比较用动滑轮提物体时，对物体做的功和拉力做的功，你有什么发现？试分析其中的原因。什么发现？试分析其中的原因。提示：提示：用动滑轮提物体时，由于需要克服动滑轮重、绳重和摩用动滑轮提物体时，由于需要克服动滑轮重、绳重和摩擦做功，故对物体做的功总小于拉力做的功。擦做功，故对物体做的功总小于拉力做的功。参考答案：参考答案：由于需要克服动滑轮重、绳重和摩擦做功，故对物由于需要克服动滑轮重、绳重和摩

9、擦做功，故对物体做的功总小于拉力做的功。体做的功总小于拉力做的功。4.4.同一机械的机械效率是否固定不变？同一机械的机械效率是否固定不变？提示：提示：同一机械在不同情况下机械效率不一定相同，由公式同一机械在不同情况下机械效率不一定相同，由公式 可知，如果该机械的额外功一定，有用功越可知，如果该机械的额外功一定，有用功越大，机械效率越大。如用同一滑轮组把一块巨石和一个乒乓球大，机械效率越大。如用同一滑轮组把一块巨石和一个乒乓球提起相同的高度，前者的机械效率要大，由此可见对同一个机提起相同的高度，前者的机械效率要大，由此可见对同一个机械，它的机械效率是可变的，而不是某一固定值。械，它的机械效率是可

10、变的，而不是某一固定值。参考答案：参考答案：否否 WWWWW有有总有额【归纳提升【归纳提升】决定机械效率的两个因素决定机械效率的两个因素机械效率由有用功和总功两个因素决定，反映的是有用功在总机械效率由有用功和总功两个因素决定，反映的是有用功在总功中所占的比值大小，与具体做功多少、是否省力无关，故在功中所占的比值大小，与具体做功多少、是否省力无关，故在求机械效率时，需首先分析出有用功、额外功和总功。求机械效率时，需首先分析出有用功、额外功和总功。【拓展延伸【拓展延伸】三种机械效率的计算三种机械效率的计算【针对训练【针对训练】建筑工人用如图所示的装置把重建筑工人用如图所示的装置把重400 N400

11、 N的物体匀的物体匀速提升速提升3 m3 m。所用的拉力为。所用的拉力为300 N300 N。则该工人所。则该工人所做的有用功为做的有用功为_J_J，总功为，总功为_J_J，该滑轮组的机械效率是该滑轮组的机械效率是_。【教你解题【教你解题】物重物重物体提升的高度物体提升的高度绳子段数绳子段数有用功有用功拉力移动拉力移动的距离的距离拉力拉力总功总功机机械械效效率率【精讲精析【精讲精析】本题考查有关机械效率的内容。本题考查有关机械效率的内容。W W有有=Gh=Gh=400 N=400 N3 m=1 200 J3 m=1 200 J拉力移动的距离拉力移动的距离s=2h=2s=2h=23 m=6 m3

12、 m=6 mW W总总=Fs=300 N=Fs=300 N6 m=1 800 J6 m=1 800 J该滑轮组的机械效率为该滑轮组的机械效率为答案：答案：1 200 1 800 66.71 200 1 800 66.7 W1 200 J66.7%W1 800 J有总 测量滑轮组的机械效率测量滑轮组的机械效率在实验中，分清有用功和总功，结合实验在实验中，分清有用功和总功，结合实验“测量滑轮组的机械测量滑轮组的机械效率效率”，思考以下问题：，思考以下问题：1.1.实验中的滑轮组有实验中的滑轮组有_股绳子拉动重物，绳头上升的距股绳子拉动重物，绳头上升的距离离s s和重物上升的高度和重物上升的高度h

13、h有什么关系？有什么关系？提示：提示：动滑轮上绳子的数目就是拉动重物的绳子数目。由图可动滑轮上绳子的数目就是拉动重物的绳子数目。由图可知有知有3 3股绳子拉动重物上升，绳头上升的距离股绳子拉动重物上升，绳头上升的距离s s刚好是重物上升刚好是重物上升的高度的高度h h的的3 3倍。倍。参考答案：参考答案：3 3 绳头上升的距离绳头上升的距离s s刚好是重物上升的高度刚好是重物上升的高度h h的的3 3倍倍2.2.本实验中，有用功本实验中，有用功W W有有_，总功，总功W W总总_。需要测。需要测量哪些物理量？量哪些物理量？提示：提示：拉力做的功是总功，不通过滑轮组直接把物体提高所做拉力做的功是

14、总功，不通过滑轮组直接把物体提高所做的功是有用功。的功是有用功。故故W W总总=Fs=Fs，W W有有=Gh=Gh，故需要测量拉力和重力、绳头上升的距离，故需要测量拉力和重力、绳头上升的距离s s、重物上升的高度、重物上升的高度h h。参考答案：参考答案：GhGh Fs Fs 拉力和重力、绳子上升的距离拉力和重力、绳子上升的距离s s、重物上升的高度重物上升的高度h h3.3.分析表格中的三次实验数据，同一个滑轮组的机械效率一样分析表格中的三次实验数据，同一个滑轮组的机械效率一样吗？你可以得出什么结论？吗？你可以得出什么结论？提示：提示：滑轮组的机械效率和钩码的重力大小有关，通过分析实滑轮组的

15、机械效率和钩码的重力大小有关，通过分析实验数据可知，钩码的重力较小时，滑轮组的机械效率较低，钩验数据可知，钩码的重力较小时，滑轮组的机械效率较低，钩码的重力较大时，滑轮组的机械效率较高，所以可以得出：钩码的重力较大时，滑轮组的机械效率较高，所以可以得出：钩码的重力越大，滑轮组的机械效率越高。码的重力越大，滑轮组的机械效率越高。参考答案：参考答案：不一样不一样 对同一个滑轮组来说，钩码的重力越大，对同一个滑轮组来说，钩码的重力越大，滑轮组的机械效率越高滑轮组的机械效率越高4.4.滑轮组的机械效率会等于或大于滑轮组的机械效率会等于或大于1 1吗？吗？提示：提示：滑轮组要克服动滑轮重力和摩擦做功。故

16、机械效率一定滑轮组要克服动滑轮重力和摩擦做功。故机械效率一定小于小于1 1。参考答案：参考答案：不会不会【归纳提升【归纳提升】影响滑轮组机械效率的两个因素：物体重力的大影响滑轮组机械效率的两个因素：物体重力的大小和滑轮组的自身结构。物体重力越大、滑轮组结构越简单，小和滑轮组的自身结构。物体重力越大、滑轮组结构越简单，机械效率越大。机械效率越大。【针对训练【针对训练】（20122012泰州中考）某实验小组利用如图所示的装置测滑轮组泰州中考）某实验小组利用如图所示的装置测滑轮组机械效率，记录数据如表：机械效率，记录数据如表：（1 1）实验时，应沿竖直方向）实验时，应沿竖直方向_拉动弹簧测力计；拉动

17、弹簧测力计；（2 2）第）第2 2次实验中，拉力做的总功是次实验中，拉力做的总功是_J_J，滑轮组做的，滑轮组做的有用功是有用功是_J_J， 滑轮组的机械效率滑轮组的机械效率=_%=_%（结果（结果保留一位小数）。保留一位小数）。（3 3）由记录数据分析，两次机械效率不同的主要原因是）由记录数据分析，两次机械效率不同的主要原因是_。 【教你解题【教你解题】分析题目关键点分析题目关键点关键点关键点1 1：弹簧测力计匀速运动时，拉力的大小才能稳定不变。：弹簧测力计匀速运动时，拉力的大小才能稳定不变。关键点关键点2 2：两次实验额外功相同，机械效率不同的原因是钩码重：两次实验额外功相同，机械效率不同

18、的原因是钩码重不同。不同。【精讲精析【精讲精析】本题考查测量滑轮组的机械效率。实验时，要本题考查测量滑轮组的机械效率。实验时，要竖直向上匀速拉动弹簧测力计；第竖直向上匀速拉动弹簧测力计；第2 2次实验中，拉力做的总功次实验中，拉力做的总功W=Fs=2.4 NW=Fs=2.4 N0.3 m=0.72 J0.3 m=0.72 J，滑轮组做的有用功，滑轮组做的有用功W W有有=Gh=Gh= =6 N6 N0.1 m=0.6 J0.1 m=0.6 J，则滑轮组的机械效率，则滑轮组的机械效率两次实验中由于钩码重不同，提升相同高度时，所做的有用功两次实验中由于钩码重不同，提升相同高度时，所做的有用功不同，

19、而滑轮重、摩擦基本相同，那么所做的额外功相同，所不同，而滑轮重、摩擦基本相同，那么所做的额外功相同，所以机械效率不同。以机械效率不同。答案：答案：（1 1）匀速）匀速 （2 2）0.72 0.6 83.30.72 0.6 83.3（3 3）钩码重不同）钩码重不同 W0.6 J83.3%W0.72 J有总。对机械效率公式对机械效率公式 的理解和应用的理解和应用1.1.不同情况下两功的计算不同情况下两功的计算（1 1）竖直匀速提升物体时）竖直匀速提升物体时: :WW有总有用功：匀速提升物体时有用功在数值上等于物体重力与升有用功：匀速提升物体时有用功在数值上等于物体重力与升高距离的乘积，即高距离的乘

20、积，即W W有有=Gh=Gh。总功：拉力总功：拉力F F所做的功，即所做的功，即W W总总=Fs=Fs。 （2 2）匀速水平拉动物体时）匀速水平拉动物体时: :有用功：当用机械克服物体与其他接触面的摩擦时，有用有用功：当用机械克服物体与其他接触面的摩擦时，有用功在数值上等于摩擦力与物体移动距离的乘积，即功在数值上等于摩擦力与物体移动距离的乘积，即W W有有=fs=fs物物。总功：拉力总功：拉力F F所做的功，即所做的功，即W W总总=Fs=Fs绳绳。2.2.机械效率的可变性机械效率的可变性（1 1）由公式）由公式 可知可知, ,当额外功一定时当额外功一定时, ,机械机械做的有用功越多做的有用功

21、越多, ,机械效率越高。机械效率越高。（2 2）由公式）由公式 可知可知, ,当有用功一定时当有用功一定时, ,机械机械所做的额外功越少所做的额外功越少, ,机械效率就越高。机械效率就越高。WWWWW有有总有额WWWWW有有总有额【误区警示【误区警示】应用公式应用公式 解题时的注意事项解题时的注意事项机械效率反映的是利用机械工作时，有用功在总功中所占机械效率反映的是利用机械工作时，有用功在总功中所占的百分比的大小，计算结果是百分数，不能写成小数。的百分比的大小，计算结果是百分数，不能写成小数。WW有总【典例】（【典例】（20122012南通中考）如图有一个动滑轮，已知拉力南通中考）如图有一个动

22、滑轮，已知拉力为为6 N6 N，物体，物体A A上升了上升了20 cm20 cm，则拉力做功，则拉力做功_J_J，若物体，若物体A A重为重为10 N10 N则滑轮的机械效率为则滑轮的机械效率为_。【思路点拨【思路点拨】分析题干中的各物理量，确定有用功分析题干中的各物理量，确定有用功W W有有=Gh=Gh、总功总功W W总总=Fs=Fs。把物体把物体A A举高举高h h在拉力在拉力F F作用作用下移动距离下移动距离s s所做的功所做的功W W有有=Gh=GhW W总总=Fs=FsWW有总【精讲精析【精讲精析】动滑轮有两段绳子拉着物体，提升物体时绳端移动滑轮有两段绳子拉着物体，提升物体时绳端移动

23、的距离动的距离s=2h=2s=2h=220 cm=40 cm=0.4 m20 cm=40 cm=0.4 m，拉力所做的功为总，拉力所做的功为总功，功，W W总总=Fs=6 N=Fs=6 N0.4 m=2.4 J0.4 m=2.4 J；克服重力所做的功是有用功，；克服重力所做的功是有用功，W W有有=Gh=Gh=10 N=10 N0.2 m=2 J0.2 m=2 J；滑轮的机械效率；滑轮的机械效率答案：答案：2.4 83% 2.4 83% W2 J83%W2.4 J有总1.1.做值日时，小阳将一桶水从一楼提到二楼。此过程中，关做值日时，小阳将一桶水从一楼提到二楼。此过程中，关于做功的说法正确的是

24、（于做功的说法正确的是（ ）A A对桶做的功是有用功对桶做的功是有用功B B对水做的功是有用功对水做的功是有用功C C对水做的功是额外功对水做的功是额外功D D克服自身重力做的功是总功克服自身重力做的功是总功【解析【解析】选选B B。小阳的目的是将水从一楼提到二楼，所以对水做。小阳的目的是将水从一楼提到二楼，所以对水做的功是必须做的有用功；而对桶做的功和克服自身重力做的功的功是必须做的有用功；而对桶做的功和克服自身重力做的功是不需要又不得不做的功，所以是额外功。是不需要又不得不做的功，所以是额外功。2.2.简单机械的机械效率高是指（简单机械的机械效率高是指（ ）A.A.有用功多有用功多 B.B

25、.额外功少额外功少C.C.总功多总功多 D.D.有用功占总功的比例高有用功占总功的比例高【解析【解析】选选D D。机械效率是有用功跟总功的比值，所以机械效率。机械效率是有用功跟总功的比值，所以机械效率越高，说明有用功占总功的比例越高。越高，说明有用功占总功的比例越高。3.3.用动滑轮把一个物体匀速拉起，不计摩擦，则下列说法中正用动滑轮把一个物体匀速拉起，不计摩擦，则下列说法中正确的是（确的是（ ）A.A.拉起的物体质量越大，机械效率越高拉起的物体质量越大，机械效率越高B.B.动滑轮的质量越大，机械效率越高动滑轮的质量越大，机械效率越高C.C.拉起物体的速度越大，机械效率越高拉起物体的速度越大，

26、机械效率越高D.D.物体被拉起得越高，机械效率越高物体被拉起得越高，机械效率越高【解析【解析】选选A A。使用滑轮或滑轮组提升物体时，机械效率与物重。使用滑轮或滑轮组提升物体时，机械效率与物重有关，物体质量越大，物体就越重，机械效率就越高，故选项有关，物体质量越大，物体就越重，机械效率就越高，故选项A A正确；提起动滑轮做的功是额外功，动滑轮质量越大，所做的正确；提起动滑轮做的功是额外功，动滑轮质量越大，所做的额外功就越多，机械效率就越低，故选项额外功就越多，机械效率就越低，故选项B B错误；机械效率与提错误；机械效率与提起物体的速度和高度无关，故选项起物体的速度和高度无关，故选项C C、D

27、D错误。错误。4.4.要把重要把重100 N100 N的沙子从一楼运上三楼，现有如图所示的三种方的沙子从一楼运上三楼，现有如图所示的三种方法，根据图中给出的数据，试计算出三种方法所做的有用功是法，根据图中给出的数据，试计算出三种方法所做的有用功是_J,_J,其中做额外功最多的是其中做额外功最多的是_J_J。【解析【解析】三种方法的目的都是把沙子从一楼运到三楼，因此三种方法的目的都是把沙子从一楼运到三楼，因此对沙子所做的功是有用功，对沙子所做的功是有用功，W W有有=Gh=Gh=G=G沙沙2h=100 N2h=100 N6 m6 m=600 J=600 J。甲中人提桶将沙子从一楼运到三楼，克服人

28、重和桶。甲中人提桶将沙子从一楼运到三楼，克服人重和桶重做的功为额外功，乙中借助动滑轮和桶运沙子，克服动滑重做的功为额外功，乙中借助动滑轮和桶运沙子，克服动滑轮重和桶重做的功为额外功，丙中用动滑轮和口袋运沙子，轮重和桶重做的功为额外功，丙中用动滑轮和口袋运沙子，克服动滑轮重和口袋重做的功为额外功。由图中给出的数据克服动滑轮重和口袋重做的功为额外功。由图中给出的数据可以看出，甲做的额外功最多可以看出，甲做的额外功最多,W,W额额= =（G G桶桶+G+G人人）2h=2h=（20 N+400 N20 N+400 N）6 m=2 520 J6 m=2 520 J。答案：答案：600 2 520600

29、2 5205.5.（20122012济宁中考）小明同学用如图所示的装置测滑轮的机济宁中考）小明同学用如图所示的装置测滑轮的机械效率，当弹簧测力计竖直上拉，匀速提升一个钩码时，弹簧械效率，当弹簧测力计竖直上拉，匀速提升一个钩码时，弹簧测力计的示数正好等于钩码的重，滑轮的机械效率为测力计的示数正好等于钩码的重，滑轮的机械效率为_。 【解析【解析】本题考查滑轮机械效率的测量。弹簧测力计的示数正本题考查滑轮机械效率的测量。弹簧测力计的示数正好等于钩码重，故好等于钩码重，故F=GF=G。弹簧测力计上升距离。弹簧测力计上升距离s=2hs=2h。故用动滑。故用动滑轮提升钩码时，轮提升钩码时，答案：答案：50%50%WGhGh50%WFsG2h有总6.6.如图所示，用平行于斜面、大小为如图所示，用平行于斜面、大小为1.25 N1.25 N的拉力的拉力F F，将重为，将重为1.8 N1.8 N的物体从斜面底端匀速拉至顶端，则有用功是的物体从斜面底端匀速拉至顶端，则有用功是_J_J，机械效率是机械效率是_。【解析【解析】克服物体的重力所做的功为有用功：克服物体的重力所做的功为有用功：W W有有=Gh=Gh=1.8