《机械效率》教案物理科课件

第十二章简单机械第三节机械效率初中物理八下（人教版）学习目标

了解有用功、额外功和总功了解机械效率并会进行简单的计算了解如何提高机械效率课程导入某次装修，工人师傅设想三种方法向三楼运送沙子，如图所示，哪种方式运送效率更高？帮工人师傅想一想。生活中我们常常会遇到“效率”这个词，利用机械帮助我们完成某项任务，也会涉及效率问题，这节课，我们就来学习机械效率。一、有用功、额外功和总功思考：不使用机械直接提升物体做的功，与使用机械提升物体时做的功相同吗？实验探究：使用动滑轮是否省功实验步骤：①如图甲所示，用弹簧测力计将钩码缓慢地提升一定的高度，所做的功为：W1=G.h。将数据填入表格。②如图乙所示，用弹簧测力计和一个动滑轮将同样的钩码缓慢地提升相同的高度，动力所做的功为：W2=F.S。并记录实验数据。甲乙做功的方式拉力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20.10.1用弹簧测力计和一个动滑轮提升2个钩码1.20.10.20.20.24实验数据实验结论：实验结果表明，虽然在两次实验中钩码被提升了相同的高度，但使用动滑轮时拉力做的功要多一些。这说明，尽管使用动滑轮会省力，在使用动滑轮的时候，还得克服动滑轮的重力，以及绳子与滑轮之间的摩擦做功。所以，使用机械不能省功，还需要额外多做一部分功。一、有用功、额外功和总功有用功(W有用):为了达到目的,人们必须做的对人们有用的功.在上面的实验中，克服钩码的重力所做的功就是有用功：W有用=G.h若用滑轮组提升钩码，不得不克服动滑轮本身所受的重力以及摩擦力等因素的影响而多做一些功，而做的功（对目的没有用，但不得不做的功）。额外功(W额外)

:人们并不需要但为了达到目的又不得不做的功.总功（W总）：有用功跟额外功的总和叫总功。（使用机械时。动力所做的功）。W总=W有+W额总功、有用功、额外功的单位都是焦（J）思考：用水桶从井中提水的时候，所做的功哪部分是有用功，哪部分是额外功？提水所做的功是有用功；提水桶所做的功是额外功。利用杠杆和斜面做功二、机械效率

W有用W有用+W额外注意：对于实际机械，由于总是有额外功存在，一定有η＜1。＝物理意义：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。一些机械的机械效率抽水机60%～80%起重机40%～50%喷气发动机50～60%柴油机:28%～40%滑轮或滑轮组竖直提升重物的机械效率

斜面的机械效率

其中G为物体的重力，h为斜面的高度，L为斜面的长度。f为物体与斜面间的摩擦力。三、测量机械效率1.

测量滑轮组的机械效率如何测量滑轮组的机械效率？提出问题

实验原理

实验器材：刻度尺、钩码、弹簧测力计、滑轮、铁架台、长约2m的细绳测量的物理量G：物体的重力h:物体升高的高度F

:绳子自由端的拉力s:绳子自由端移动的距离①用弹簧测力计测量钩码所受的重力G并填入表格。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。实验步骤甲乙滑轮组钩码重/N钩码上升高度/m有用功/J弹簧测力计示数/N绳子自由端移动距离/m总功/J机械效率（a）0.50.030.0150.30.0870.02657.5%（b）10.030.030.40.0910.03688.7%（c）1.50.030.0450.590.0860.05088.8%

实验记录表注意事项：在提升钩码的过程中，要竖直向上，匀速提升钩码。实验结论：用同一滑轮组提升重力不同的物体时，机械效率不同，被提升的物体越重，机械效率越高。(1)物重：同一个滑轮组，提起的物体越重，机械效率越高。(2)动滑轮重：提起的物重一样，动滑轮越重，机械效率越低。(3)摩擦（轮与轴及轮与绳之间）、绳重。减小摩擦可以减少额外功，提高机械效率。如：加强机械运动部位的润滑、采用轻质细绳影响滑轮组机械效率的因素：FFW有h=W有+W额可知，机械效率越小。物重一定，升高相同高度，则有用功不变，动滑轮越重时，额外功越多，根据影响因素分析改进措施（提高效率）被提升物体的重力同一个滑轮组，被提升物体的重力越大，做的有用功越多，机械效率越大尽可能地增加物重动滑轮的自重有用功不变时，减小提升动滑轮时做的额外功，可提高机械效率减小动滑轮重滑轮组自身部件的摩擦机械自身部件的摩擦力越大，机械效率越低减轻绳重和滑轮转轴处的摩擦影响滑轮组机械效率的因素和改进措施例题.一台起重机将重3600

N的货物提高5

m。求：(1)起重机做的有用功是多少？(2)如果额外功是12000

J，起重机的机械效率是多少？解：(1)W有＝Gh＝3600N×5m＝18000J；

(2)如果额外功是12000J，则总功为：W总＝W有+W额＝18000J+12000J＝30000J；起重机的机械效率：W有用W总×100%＝η＝1.8×104

J3×104

J×100%＝60%。2.

测量斜面的机械效率斜面的机械效率与哪些因素有关？提出问题实验猜想：①斜面的机械效率可能和斜面的倾斜程度有关；②斜面的机械效率可能和斜面的粗糙程度有关。实验原理：斜面机械效率W有＝GhW总＝FsW有用W总η＝×100%实验步骤：1.测量木块的重力，记录数据；2.把木块用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉；分别记录拉力F、小车沿斜面移动的距离S、木块上升的高度h。

3.改变斜面的倾斜程度，重复步2。4.斜面倾斜程度不变，在斜面上分别铺棉布、毛巾。重复步2。实验器材：弹簧测力计、木块、木板、斜面、白布、毛巾实验记录：机械效率与倾斜程度的关系斜面材料斜面的倾斜程度木块重G/N斜面高度h/m沿斜面拉力F/N斜面长s/m有用功W有/J(Gh)总功W总/J(Fs)机械效率η木板较缓1.50.0580.50.30.0870.1558.0%木板较陡1.50.0750.60.30.11350.1862.9%木板陡1.50.0860.650.30.12980.19566.6%

棉布陡1.50.0861.00.30.12980.3043.4%毛巾陡1.50.0861.180.30.12980.3536.7%

实验结论：斜面的倾斜程度和斜面的粗糙程度都影响了机械效率。斜面的倾斜程度（光滑程度一样的斜面，斜面越陡，倾斜程度越大，越不省力，机械效率越高）；斜面的粗糙程度（倾斜程度一样的斜面，斜面越光滑，越省力，机械效率越高）。课堂总结有用功：为达到目的必须要做的功额外功：我们不需要但又不得不做的功总功：有用功和额外功的总和定义：有用功与总功的比值机械效率η<1

测量机械效率测量滑轮组的机械效率测量斜面的机械效率功机械效率课堂训练1．施工工地上一个滑轮组经过改进后提高了机械效率，用它把同一物体提升到相同的高度，改进后和改进前相比较（）A．总功不变，有用功增加了 B．总功不变，额外功增加了 C．有用功减少了 D．有用功不变，总功减少了D2.小华对他的自行车进行维护，其中不能提高机械效率的措施是（）A.给轴承加润滑油

B.调节传动链条的松紧度C.给轮胎打足气

D.更换车把手的塑料套D3.工人用如图所示的机械将物体匀速提升到某一高度，若物体的重力与滑轮的重力之比G物:G滑轮=9:1，忽略绳重与摩擦的影响，则该机械的机械效率为（）

A.