机械效率 -2023~2024学年人教版物理八年级下学期

第十二章第3节机械效率(第一课时）义务教育教科书物理八年级下册种子的发芽率树的成活率工作效率你知道生活中的一词吗？“率”导入新课“率”=有用量/总量，表示事物某一方面的优劣。利用机械帮助我们完成某项任务，也会涉及效率问题，我们称为机械效率。要研究机械效率，就要先研究使用机械做功的情况。有用功和额外功一、演示

不使用机械直接提升物体做功，与使用机械提升物体做功相同吗？1.如图甲，用测力计将钩码缓慢地提升一定的高度，计算拉力所做的功。2.如图乙，用测力计并借助一个动滑轮将同样的钩码缓慢地提升同样的高度，再次计算拉力所做的功。这两次拉力所做的功一样吗？为什么?结论：使用动滑轮比直接提升物体不省功。功的原理：使用任何机械不省功。思考：两次实验的目的一样吗？都必须要做的功是什么？乙实验，还需要多做的什么功？1.有用功（W有）：为了达到工作目的，必须做的功。

其大小等于不用机械直接对物体做的功。2.额外功（W额）：为了达到工作目的，并非我们所需要但又不得不做的功。3.总功（W总）：

⑴

W总=W有+W额⑵

W总=F·S

作用在机械上的动力动力作用点移动的距离有用功和额外功一、要把重100N的沙子运上三楼，下图给出了三种办法。你会选用哪一种方法呢？请说说你的理由哪种办法最好？克服沙子重做功克服桶重做功克服人的自重做功1克服沙子重做功克服桶重做功克服动滑轮重做功2克服沙子重做功克服口袋重做功克服动滑轮重做功3600J120J60J克服摩擦力做功600J120J2400J30J600J60J总功：3120J总功：780J总功：690J机械效率二、在保证所做有用功一定的情况下，人们总是希望额外功越少越好，即额外功在总功中所占比例越少越好。物理学中，将有用功跟总功的比值叫做机械效率，用η表示。思考机械效率会大于1吗？为什么？特点：机械效率η一般用百分数表示，总小于1，无单位。起重机的机械效率是44%，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是44%，56％是额外功．起重机把量为0.5t的重物匀速提升了3m，而它的电动机所做的功是3.4×104J，起重机的机械效率是多少？g取10N/kg。例题汽油机机械效率22%~27%，机械效率是选择机械的一个重要指标在有用功相同时，机械效率高的，①总功就____②额外功就___少（消耗的汽油就少，有经济效益）少（浪费少，汽车尾气就少，有社会意义，环保意义）机械效率的意义①机械效率表示有用功占总功的比例，比例越大，机械效率越高。②机械效率是标志机械做功性能好坏的物理量。1.下面说法中是否正确？有用功越多，机械效率越高（）额外功越少，机械效率越高（）物体做功越慢，机械效率越低（）做总功越多，机械效率越低（）做相同的有用功，额外功越少，机械效率越高（）做相同的总功时，有用功越多，机械效率越高（）机械效率越高，越省力（）√√×××××练一练2.利用如图所示的滑轮组，在F=80N的拉力作用下,将一个重为180N的物体匀速举高1m。求:（1）W总=？（2）W有用=？(3)W额外=?(4)η=?练一练3.小明用100N的力沿竖直方向将杠杆的一端拉下2m，杠杆的另一端将320N的重物提高了0.5m，他做的有用功是多少？总功是多少？杠杆的机械效率是多少？猜想：下面滑轮组的机械效率，哪个的机械效率高丙讲授新课甲乙应如何测量机械效率，来验证猜想呢？实验测量滑轮组的机械效率用弹簧测力计测量钩码所受的重力G并填入表格；按照图安装滑轮组。分别记下钩码和绳端的位置；缓慢拉动弹簧测力计，使钩码升高，读出拉力F的值,用刻度尺测出钩码上升的高度h和绳端移动的距离s，将这三个量填入表格。算出有用功W有，总功W总，机械效率η，并填入表格，改变钩码的数量，重复上面的实验。机械效率二、实验原理测量工具注意事项弹簧测力计、刻度尺。竖直向上，缓慢拉动测力计。步骤一结论：

同一滑轮组提升的物体越重,机械效率越高。步骤二结论：

不同滑轮组提升同一物体，动滑轮越重，机械效率低。①摩擦（轮与轴及轮与绳之间）②物重③动滑轮重④绳重根据测量的结果，想想影响滑轮组机械效率的因素有哪些。如何提高机械效率？1.尽量减少额外功改进机械结构、使其更合理、更轻巧定时保养、加润滑油减小机械间的摩擦2.增大有用功：当额外功一定时，在机械能承受的范围内，尽可能增加每次

提升重物的重量，充分发挥机械的作用。思考：在测滑轮组的机械效率时，若没有刻度尺，能完成实验吗？注意：滑轮组的机械效率与提升的高度、绳子的段数（绕线的方式）无关。讲授新课例1：图为测量滑轮组机械效率的实验装置，钩码总重6N。（1）实验时要竖直向上______拉动弹簧测力计，由图可知拉力大为_______N，若钩码上升的高度为8cm,则弹簧测力计向上移动______cm,该滑轮组的机械效率为______。（2）若仅增加钩码的个数，该滑轮有组机械效率将_______。（选填：“增大”、“减小”或“不变”）缓慢2.42483.3%增大例2:如图用同一滑轮组分别将两个不同的物体A和B匀速提升相同的高度，不计绳重和摩擦的影响，提升A的过程滑轮组的机械效率较大，则下列判断正确的是（）①A物体比B物体轻②提升A的拉力较大③提升A所做的额外功较少④提升A做的有用功较多A．只有①③B．只有②④C．只有②③D．只有①④B实验拓展探究利用斜面提升物体时的机械效率FGLW有用=GhW总=FLη=GhFL斜面的机械效率跟斜面的粗糙程度与斜面的倾斜程度（坡度）有关，斜面越光滑、坡度越小，机械效率越高。课堂小结1.甲乙两种机械的机械效率分别是80%和65%，则下列说法正确的是()A.使用甲机械省力B.使用甲机械做功快C.在相同的时间内，使用甲机械完成的功多D.乙机械的额外功在总功中占的比例大D2.用它们分别将重相同的甲、乙两物体匀速提升相同的高度，所用的拉力分别为F甲、F乙，它们的机械效率分别为η甲、η乙。则F甲_____F乙η甲_____η乙（选填“＞”、“＜”或“＝”）＞＞温馨提示3.如图所示，用同一滑轮组分别将物体A和物体B匀速提升相同的高度，与提升B相比，提升A的过程滑轮组的机械效率较大，若不计绳重与摩擦的影响，则提升A的过程(

)A.额外功较小 B.额外功较大C.总功较小 D.总功较大D4．如图所示，在50N的水平拉力F作用下,重800Ｎ的物体沿水平地面做匀速直线运动,物体与地面间滑动摩擦力为120Ｎ.则滑轮组的机械效率为_______；若物体的速度为0.2m/s,则1min内拉力做的功为______J，功率为＿＿Ｗ．18003080℅温馨提示：滑轮组平拉物体，有用功是，物体克服摩擦力做功。5.质量为60kg的工人用如图甲所示的滑轮组运送货物上楼，滑轮组的机械效率随货物重力变化的图象如图乙，机械中摩擦力及绳重忽略不计。(1)影响滑轮组机械效率的因素之一是_______________。(2)若工人在1min内将货物匀速向上提高了6m，作用在钢绳上的拉力为400N，求拉力的功率。(3)求动滑轮受到的重力。(4)该工人竖直向下拉绳子自由端运送货物时，此滑轮组的机械效率最大值是多少？6.如图所示,用滑轮组拉着重600N的物体A沿着水平方向匀速移动,在40s内物体移动了8m,拉力F做的功为1280J。求:(1)拉力F的大小及拉力的功率;(2)若动滑轮的重力为12N(不计绳重及摩擦),计算滑轮组的机械效率。7.A受摩擦力为300N,拉力F为120N,向前运动4m，忽略绳与滑轮之间的摩擦，以下正确的是（）A.绳子自由端移动了8mB.重力做功的功率为1000WC.物体A克服摩擦做功480JD.机械效率为83.3％D9.如图所示，把重力为600N的物体匀速推到斜面顶端，斜面长为3m，高为0.9m，实际推力为300N，那么物体与斜面之间的摩擦力是________N，斜面的机械效率是________．12060%归纳10.如图所示，在测定杠杆机械效率的实验中，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在杠杆OB下面的物块缓慢上升至虚线位置，测力计的示数F为________N，测力计上升的高度s为0.2m．物块重G为1.5N，物块上升的高度h为0.3m，则杠杆的机械效率为________%.在竖直向上匀速拉动弹簧测力计的过程中，力F对O点的力臂________．变小2.59011.用如图所示的滑轮组提升重物，已知物体重为200N，动滑轮的重为50N，5s内可使物体匀速上升2m，不计绳重和摩擦。求：（1）拉力所做的功；（2）拉力的功率；（3）滑轮组的机械效率。解：(1)有图可知n=2W总=Fs=125N×4m=500J(2)(3)W有=Gh=200N×2m=400Js=2h=2×2m=4mF12.如图所示，斜面长5m，高3m，小明用绳子沿斜面将重为300N的木块由斜面底端匀速拉到顶端，拉力大小为240N，绳重不计．求：（1）小明做的有用功；（2）斜面的机械效率．（3）木块与斜面间的摩擦力．(1)