《认识机械效率》课件

第4节

机械效率第十二章简单机械R·八年级物理下册第1课时认识机械效率预习检测

1.为了达到某一目的而必须做的功是________，并非需要但又不得不做的功是________，实际做的所有功是________。

2._______和______的比值叫作机械效率，用字母_____表示。机械效率一般用________表示。

3.有用功总是______总功，所以任何机械的机械效率总是______1。有用功额外功总功有用功总功η百分数小于小于情境导入工人通过滑轮组、定滑轮和轮轴提升竖井中的重物。工人为什么不直接提起重物，而是将这么多的简单机械进行组合呢？使用这些简单机械的优势是什么？探究新知

利用滑轮组提升重物，绳端拉力所做的功与滑轮组对重物所做的功相同吗？知识点1有用功和额外功1.研究使用动滑轮是否省功【提出问题】利用动滑轮提升重物，绳端拉力所做的功与动滑轮对重物所做的功相同吗？【猜想假设】猜想一：拉力做得功多；猜想二：动滑轮对重物做的功多；猜想三：一样多。【进行实验】a.如图甲所示，用弹簧测力计将钩码缓慢地提升一定的高度，计算拉力所做的功。b.如图乙所示，用弹簧测力计并借助一个动滑轮将同样的钩码缓慢地提升相同的高度，计算弹簧测力计的拉力所做的功。拉力F/N重物移动的距离h/m拉力F做的功W1/J拉力F'/N绳子自由端移动的距离h/m拉力F'做的功W2/J由表中记录的实验数据可知，W2___W12【收集数据】＞0.10.21.20.20.24实验结果说明：_______________________________。动滑轮可以省力，但不能省功想一想，这是为什么？为什么借助动滑轮提升重物做功，拉力做的功要更多一些?克服摩擦力所做的功提升动滑轮所做的功提升绳子所做的功使用机械做功时，由于机械本身的自重以及摩擦等因素的影响，需要额外多做一些功。【分析讨论】大量实验表明：使用任何机械都不能省功练习工人师傅把重500N的货物用绳子直接匀速提升到2m高的工作台上，拉力对货物做的功为______J。若他用如图所示的滑轮组提升此货物到2m高的工作台上，所用拉力为200N，拉力做的功为______J。两种情况对比，说明使用机械______（选填“能或“不能”）省功。10001200不能用动滑轮提升钩码目的：把钩码提升一定的高度对钩码做功Gh：提升绳子所做的功提升动滑轮所做的功克服摩擦力所做的功拉力所做的功不可避免地多做的功有用、必须做的功有用功额外功总功2.有用功、额外功和总功(1)有用功(W有)：为了达到目的，必须做的功。(2)额外功(W额)：为了达到目的，并非我们所需

要但又不得不做的功。(3)总功(W总)：有用功与额外功之和。W总=W有用+W额外产生原因：①克服机械自重、容器重等做的功；

②克服摩擦力做的功等指出图中杠杆的有用功、额外功和总功有用功总功额外功：克服杠杆自重及摩擦所做的功W额外=G杠杆h杠杆指出图中斜面的有用功、额外功和总功有用功总功额外功：克服斜面与物体之间的摩擦所做的功W额外=fs练习甲用桶从井中提水，其中对______做的功是有用功，对______做的功是额外功。乙从井中捞水桶，桶中带有部分水，则对______做的功是有用功，对______做的功是额外功。（均选填“水”或“桶”

）水桶桶水知识点2机械效率在使用机械工作时，我们希望有用功在总功中所占的比例越大越好。它反映了机械的一种性能，物理学中表示为机械效率。点击图片播放视频定义：有用功跟总功的比值，通常用符号η表示。机械效率

η

：机械效率W有用：有用功W总：总功不会，因为有用功总是小于总功，所以机械效率总是小于1。机械效率通常用百分数表示。η会大于1吗？起重机把质量为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。解：起重机匀速提升重物所用的力与物体所受的重力大小相等：F=G

=m

g=0.5×103kg×10N/kg

=5×103N起重机提升重物所做的功是有用功：W有用=Fh=5×103N×3m=1.5×104J起重机的电动机所做的功是总功：W总=3.4×104J因此，起重机的机械效率这台起重机的机械效率为44%。练习建筑工地上，起重机吊臂上的滑轮组如图所示。在匀速吊起重为4.8×103N的物体时，物体4s内上升了6m，在此过程中，拉力F

为2×103N。则滑轮组的机械效率为______，拉力F的功率为________W。80%9×103生活中的机械效率生产生活中，人们利用多种方式提高机械效率，但都不能使其达到100%，如起重机的机械效率一般为40%~50%，皮带传动的机械效率一般为90%~98%。指出图中杠杆的机械效率指出图中斜面的机械效率练习如图所示，在斜面上，用与斜面平行的拉力将质量为2kg的物块由斜面底端匀速拉到顶端，拉力大小为8N，斜面长1.2m、高0.3m，斜面的机械效率为_______，斜面间的摩擦力为_____N。（g取10N/kg）62.5%3练习与应用1.用滑轮组匀速提升重物的过程中，哪个是有用功？哪些是额外功？动滑轮对重物的拉力做的功为有用功；克服动滑轮本身所受的重力、绳的重力以及摩擦力所做的功为额外功。2.一台起重机将重3600N的货物匀速提高4m，起重机做的有用功是多少？如果额外功是9600J，总功是多少？机械效率是多少？起重机所做的额外功是由哪些因素引起的？解：起重机做的有用功W有用=Gh=3600N×4m=14400J总功W总=W有用+W额外=14400J+9600J=24000J。机械效率起重机所做的额外功是由动滑轮、起重臂和钢丝绳所受的重力以及摩擦力引起的。3.用一个动滑轮在5s内将一个重200N的物体向上匀速提起3m，拉力为150N。这个动滑轮的机械效率是多少？拉力的功率是多少？解：由题可知，n=2，则绳端移动的距离s=nh=2×3m=6m，动滑轮的机械效率拉力的功率课堂小结1.有用功(W有用)：为了达到目的，必须做的功。2.额外功(W额外)：并非我们所需要但又不得不做的功。3.总功(W总)：有用功和额外功之和。W总=W有用+W额外4.机械效率

有用功跟总功的比值，通常用百分数表示，且总小于1。知识点1有用功和额外功1.【核心素养·物理观念】卖茶杯的人从货架上拿起茶杯,喝茶水的人从桌面上端起茶杯,就两人克服茶杯重力做功的说法中正确的是(

)A.都是有用功B.都是额外功C.对喝茶水的人来说是有用功D.对卖茶杯的人来说是有用功基础通关D54321知识点2

对机械效率的认识2.关于功、功率、机械效率说法正确的是(

)A.功率越大,做功越快,机械效率越大B.做功越少,功率越小,机械效率越小C.功率越大,做功越快,与机械效率无关D.机械效率越大,表明它做的功越多C543213.【核心素养·物理观念】【教材第85页演示改编】利用如图所示的装置分别用10s的时间将重为100N的物体竖直匀速提升1m,已知每个滑轮重20N,不计绳重和摩擦。(1)利用三个装置做的有用功均为W有=

J,有用功的功率均为P有=

W。

(2)利用三个装置提升物体时,做的总功分别为W甲=

J,W乙=

J,W丙=

J;拉力的功率分别为P甲=

W,P乙=

W,P丙=

W。

1001010012012010121254321(3)利用甲、乙、丙三个装置提升物体时,分别做的额外功为W额甲=

J,W额乙=

J,W额丙=

J

(4)利用三个装置提升物体时的机械效率分别为η甲=

,η乙=

,η丙=

。

100%0202083.3%83.3%54321知识点3机械效率的简单计算4.【湖北武汉】用一个动滑轮在8s内将一重为300N的物体匀速向上提起2m,拉力为200N。这个动滑轮的机械效率和拉力的功率分别是(

)A.66.7%

50W

B.66.7%

100WC.75%

50W D.75%

100WD543215.如图所示,斜面长1m、高0.4m,用5N的拉力F，将重8N的铁块沿斜面从底端拉到顶端,斜面的机械效率为

。

64%543216.【核心素养·物理观念】如图所示,某同学分别用甲、乙两套滑轮把同一桶沙子从一楼地面匀速提升到二楼。用甲滑轮所做的总功为W1,机械效率为η1;用乙滑轮所做的总功为W2,机械效率为η2。不计绳重和滑轮的摩擦,下列说法中正确的是(

)A.W1<W2，η1>η2

B.W1<W2，η1<η2C.W1=W2，η1=η2

D.W1=W2，η1<η2能力突破A12111098767.某实验小组分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组(每个滑轮等重),在相同时间内把相同重物提升相同高度,F1和F2大小相等,不计绳重及摩擦,下列说法正确的是(

)A.力F1和F2做功的功率相同B.力F1和F2做的总功相同C.乙滑轮组更省力,两个滑轮组的机械效率一样大D.甲滑轮组的机械效率比乙滑轮组高D12111098768.【新疆】如图所示,斜面的长为高的4倍,物体恰能在斜面上匀速下滑,下滑一段距离的过程中,该物体重力做的功和克服阻力做的功相等。若用平行于斜面向上的拉力F将物体匀速拉上斜面时,则斜面的机械效率为(

)A.20%

B.25%

C.50%

D.75%C12111098769.(多选)小摩同学家里正在修建楼房,他通过调查了解到工人利用如图所示的装置,将重力为900N的物体匀速提升了6m,工人对绳子施加的拉力F为475N。忽略绳重和机械之间的一切摩擦。下列说法中正确的是(

)A.拉力F做的功为2850JB.动滑轮的重力为50NC.拉力F做的额外功为600JD.若用该装置匀速提升重力为950N的物体,则该滑轮组的机械效率为95%BD121110987610.【易错题】如图所示,有人利用该滑轮将G=100N的物体匀速提升了20cm(不计绳重和摩擦),此过程克服物体重力做的功为

J,若动滑轮重10N,则F=

N,滑轮的机械效率为

。

2020090.9%121110987611.如图所示,斜面与水平地面的夹角为30°,某快递员用500N的力,将重800N的货物沿斜面匀速推上车厢,不考虑斜面形变,货物所受摩擦力的方向沿斜面向

;斜面