初中二年级下学期物理《机械效率》教学课件

第3节机械效率人教版第十二章

简单机械导入要把重100N的大米运上三楼。右图画了三种办法。哪种办法最好，哪种办法最不好？大米重100N人体重400N动滑轮重10N桶重20N口袋重5N

第3节机械效率学习了今天的知识你就明白了:学习目标1.能结合实例分析什么是有用功、额外功和总功。2.能说出机械效率的含义，知道机械效率是小于1的，能利用机械效率的公式进行简单的计算。3.通过实验了解滑轮组机械效率的影响因素。一、有用功和额外功

利用W=FS分别计算拉力做的功两种方法使钩码上升相同的高度，需要测量拉力的大小、以及绳端移动的距离，最后分别计算两次拉力做的功。不使用机械直接提升物体做的功，与使用机械提升物体做的功是否相同吗？使用动滑轮是否省功一、有用功和额外功【数据记录】做功的方式拉力F/N物体升高的高度h/m拉力移动的距离S/m拉力做的功W/J直接用弹簧测力计提升2个钩码用弹簧测力计和一个动滑轮提升2个钩码【进行实验】0.20.2420.10.11.20.10.2一、有用功和额外功使用动滑轮不省功，要多做功。【数据分析】【实验结论】尽管使用动滑轮会省力，但由于滑轮本身要受到重力的作用，以及摩擦等因素的影响，使我们多做了功。做功的方式拉力F/N物体升高的高度h/m拉力移动的距离S/m拉力做的功W/J直接用弹簧测力计提升2个钩码20.10.10.2用弹簧测力计和一个动滑轮提升2个钩码1.20.10.20.24一、有用功和额外功

总功：有用功与额外功之和。W总=W有+W额以使用动滑轮提升钩码进行分析②额外功要提升钩码，将动滑轮和绳子也提升，同时还要克服摩擦做功。这些功是对人们无用但又不得不做的功叫做额外功。①有用功提升钩码是目的，有利用价值，对钩码做的功是对人们有用的功叫做有用功。③总功人做的功为总功

W总=Fs二、机械效率情景分析要把重100N的大米运上三楼。右图用了三种办法，如何比较哪种方法好？大米重100N人体重400N动滑轮重10N桶重20N口袋重5N二、机械效率

①人走楼梯提大米做功情况大米重100N人体重400N动滑轮重10N桶重20N口袋重5N地面到三楼高6m总功W

=W米

+W桶

+W人

=

600J+120J+2400J=3120J对桶做功克服自重做功W桶

=Gh=20N×6m=120JW人

=Gh=400N×6m=2400JW米

=Gh=100N×6m=600J对大米做功有用功:600J额外功：2520J总功功:3120J二、机械效率

②人用动滑轮和桶提大米做功情况对大米做功对桶做功W米

=Gh=100N×6m=600J总功W

=W米

+W桶

+W动

=

600J+120J+60J=780JW桶

=Gh=20N×6m=120J对动滑轮做功W动

=Gh=10N×6m=60J大米重100N人体重400N动滑轮重10N桶重20N口袋重5N地面到三楼高6m有用功:600J额外功：180J总功功:780J二、机械效率

③人用动滑轮与口袋提大米做功情况对大米做功对口袋做功W米

=Gh=100N×6m=600J总功W

=W米

+W口袋

+W动

=

600J+30J+60J=690JW口袋

=Gh=5N×6m=30J对动滑轮做功W动

=Gh=10N×6m=60J大米重100N人体重400N动滑轮重10N桶重20N口袋重5N地面到三楼高6m有用功:600J额外功：90J总功功:690J二、机械效率做功形式

600J600J600J2430J180J90J总功W总3120J780J690J有用功W有额外功W额请算出三种情况下有用功在总功中占的百分比。

19.5%77%87%现在你会判断哪种方法比较好吗？为什么？

二、机械效率①物理学中，将有用功跟总功的比值叫做机械效率。机械效率η=W有W总注：机械效率只有大小，没有单位。由于有用功总小于总功，所以机械效率总小于1。机械效率通常用百分数表示。机械效率是标志机械做功性能好坏的重要指标，机械效率越高，机械的性能越好。③变形公式：W有=

W总η

W总=W有η②计算公式：

二、机械效率【实验原理】【实验器材】弹簧测力计、铁架台、滑轮、细线、钩码、刻度尺。物体重G物物体上升距离h绳自由端移动距离s绳端的拉力F二、机械效率【数据记录表】

次数钩码的重力G物/N提升高度h/m有用功W有/J拉力F/N绳端移动的距离s/m总功W总功/J机械效率η123二、机械效率甲乙①用弹簧测力计测量钩码重力G，填入表格。②按照图甲安装滑轮组，分别记下钩码和绳端的位置。③如图乙所示，匀速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。④算出有用功W有、总功W总、机械效率η，并填入表格。⑤改变钩码的数量，重复上面的实验。【实验步骤】

测量滑轮组的机械效率二、机械效率数据记录如下表格。分析表格数据可计算出有用功、额外功、总功及滑轮组机械效率：【数据处理和分析】

实验次数钩码的重力G物/N提升高度h/m有用功W有/J拉力F/N绳端移动的距离s/m总功W总功/J机械效率η123同一滑轮组，提升物体的重力越大，机械效率越高。【实验结论】实验次数钩码的重力G物/N提升高度h/m有用功W有/J拉力F/N绳端移动的距离s/m总功W总功/J机械效率η11.00.090.090.40.270.10822.00.090.180.750.270.20334.00.090.361.450.270.39283.3%88.7%91.8%二、机械效率注意：滑轮组的机械效率与提升物体的高度、速度、绳子的段数、省力或费力等情况均无关。二、机械效率影响因素分析改进措施（提高效率）

影响滑轮组机械效率的因素和改进措施被提升物体的重力动滑轮自身的重力滑轮组自身部件的摩擦同一个滑轮组，被提升物体的重力越大，做的有用功越多，机械效率越大有用功不变时，减小提升动滑轮时做的额外功，可提高机械效率机械自身部件的摩擦力越大，机械效率越低在机械承受的范围内，尽可能增加被提升物体的重力改进滑轮结构，减轻滑轮自重对机械进行保养，保持良好的润滑，减小摩擦二、机械效率【例题】如图甲所示是小磊测动滑轮的机械效率的示意图。他用弹簧测力计拉动绳子的自由端，将质量为200g的钩码从A位置缓慢提升到B位置，同时弹簧测力计从图中的A′位置匀速竖直上升到B′位置，在这个过程中，弹簧测力计对绳的拉力为F，弹簧测力计的示数如图乙所示。

请你根据小磊做的实验完成下列问题：（1）弹簧测力计的示数是____N。（2）绳端的距离是_____cm。（3）拉力F做的功是_____J。（4）钩码上升的距离是_____cm。（5）克服钩码重力G做的功是_____J。（g取10N/kg）（6）动滑轮的机械效率是_______。二、机械效率（1）弹簧测力计的示数是____N。（2）绳端的距离是_____cm。（3）拉力F做的功是_____J。（4）钩码上升的距离是_____cm。（5）克服钩码重力G做的功是_____J。（g取10N/kg）（6）动滑轮的机械效率是_______。3.2