機(jī)械效率（教學(xué)課件）八年級(jí)物理全一冊(cè)（滬科版2024）

第十一章?簡(jiǎn)單機(jī)械第三節(jié)

機(jī)械效率八年級(jí)

全一冊(cè)義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū)編寫(xiě)組?編著上海科學(xué)技術(shù)出版社說(shuō)明ppt使用高質(zhì)量視頻，資源比較大，本ppt約60MB.本ppt共有58張、2段視頻，可根據(jù)需要選擇點(diǎn)播.本ppt使用PowerPoint制作，建議使用PowerPoint播放.視頻資源①動(dòng)畫(huà)講解——《有用功和額外功》②課堂總結(jié)——《機(jī)械效率》免責(zé)追責(zé)視頻版權(quán)歸原作者，如涉及版權(quán)問(wèn)題，請(qǐng)聯(lián)系刪除。ppt版權(quán)歸本工作室，若遇侵權(quán)問(wèn)題，將追責(zé)。致老師、同學(xué)第三節(jié)機(jī)械效率導(dǎo)入新課1.

生活中我們常會(huì)強(qiáng)調(diào)提高效率，如學(xué)習(xí)效率、工作效率等。利用機(jī)械幫助我們完成某項(xiàng)任務(wù)，也會(huì)涉及效率問(wèn)題。那么，機(jī)械做功與效率有怎樣的關(guān)系呢？本節(jié)我們將學(xué)習(xí)有關(guān)內(nèi)容。第三節(jié)機(jī)械效率導(dǎo)入新課第三節(jié)機(jī)械效率2.利用機(jī)械幫助我們工作，會(huì)給我們帶來(lái)極大的方便。有的機(jī)械可以省力，有的機(jī)械可以省距離。利用滑輪組提升重物，繩端拉力所做的功與滑輪組對(duì)重物所做的功相同嗎？學(xué)習(xí)目標(biāo)1.

知道機(jī)械效率，能認(rèn)識(shí)有用功和總功；2.

知道機(jī)械效率總是小于100%，能認(rèn)識(shí)提高機(jī)械效率的意義和途徑。第三節(jié)機(jī)械效率目錄導(dǎo)航有用功、額外功和總功作業(yè)解析課堂總結(jié)提升訓(xùn)練機(jī)械效率的大小第三節(jié)機(jī)械效率有用功、額外功和總功一一、有用功、額外功和總功1.探究使用動(dòng)滑輪是否省功【提出問(wèn)題】如圖所示，在使用動(dòng)滑輪提升物體時(shí)，盡管省力，但需要移動(dòng)更長(zhǎng)的距離。使用滑輪提升物體做的功與不使用滑輪直接提升物體做的功相同嗎？下面，我們來(lái)探究這個(gè)問(wèn)題。探究機(jī)械做功一、有用功、額外功和總功【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】參照?qǐng)D所示的方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。（1）用彈簧測(cè)力計(jì)將鉤碼緩慢地提升一定的高度，如圖（a）所示，計(jì)算拉力所做的功。（2）用彈簧測(cè)力計(jì)和一個(gè)動(dòng)滑輪將同樣的鉤碼緩慢地提升相同的高度，如圖（b）所示，再次計(jì)算拉力所做的功。比較兩次拉力所做的功相同嗎？為什么？一、有用功、額外功和總功【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】（1）用彈簧測(cè)力計(jì)直接將重為2N的鉤碼勻速提升0.1m，記下彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F1和鉤碼在F1方向上移動(dòng)的距離s1。（2）再借助一個(gè)動(dòng)滑輪用彈簧測(cè)力計(jì)將重2N的鉤碼勻速提升0.1m，記下彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F2和繩子自由端在F2方向上移動(dòng)的距離s2。一、有用功、額外功和總功做功方式拉力F/N物體升高的高度h/m拉力移動(dòng)的距離S/m

【數(shù)據(jù)記錄】直接用彈簧測(cè)力計(jì)提升重為2N的鉤碼用彈簧測(cè)力計(jì)和一個(gè)動(dòng)滑輪提升重2N的鉤碼20.10.11.20.10.2一、有用功、額外功和總功①直接用彈簧測(cè)力計(jì)提升重為2N的鉤碼做功W1=F1s1=2N×0.1m=0.2J

②用彈簧測(cè)力計(jì)和一個(gè)動(dòng)滑輪提升2N的鉤碼做功

W2=F2

s2=1.2N×0.2m=0.24J做功方式拉力F/N物體升高的高度h/m拉力移動(dòng)的距離s/m拉力做的功W/J直接用彈簧測(cè)力計(jì)提升重為2N的鉤碼20.10.1用彈簧測(cè)力計(jì)和一個(gè)動(dòng)滑輪提升重2N的鉤碼1.20.10.2【分析論證】0.20.24③W2＞W(wǎng)1一、有用功、額外功和總功【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】?使用機(jī)械做功時(shí)，盡管它能給我們帶來(lái)便利，但是，由于機(jī)械本身的自重以及摩擦等因素的影響，需要額外多做一些功。做功的方式拉力做的功W/J直接提升重為2N的鉤碼0.2用動(dòng)滑輪提升重為2N的鉤碼0.24【實(shí)驗(yàn)評(píng)估】借助動(dòng)滑輪所用的拉力做的功要多一些.一、有用功、額外功和總功（1）有用功：在圖（a）所示實(shí)驗(yàn)中，直接用彈簧測(cè)力計(jì)提升鉤碼，其拉力克服鉤碼的重力做的功為有用功，用W有用表示。（2）總功：在圖（b）所示實(shí)驗(yàn)中，彈簧測(cè)力計(jì)的拉力所做的功為總功，用W總表示。

（3）額外功：在借助動(dòng)滑輪勻速提升鉤碼過(guò)程中，拉力不僅要做有用功，還須克服滑輪的重力及摩擦力等做功，這部分功為額外功，用W額外表示。2.有用功、額外功和總功一、有用功、額外功和總功有用功、額外功和總功的關(guān)系：W總=W有用+W額

從總功中減去額外功，是對(duì)我們有用的功，即有用功。因此，動(dòng)力對(duì)機(jī)械所做的功總是大于機(jī)械所做的有用功。一、有用功、額外功和總功（4）想想議議?用水桶從井中提水的時(shí)候，所做的功哪部分是有用功，哪部分是額外功？提水所做的功是有用功；提水桶所做的功是額外功。?如果桶掉到井里，從井里撈桶的時(shí)候，撈上的桶里帶了一些水，這種情況下哪部分是有用功，哪部分是額外功？提水桶所做的功是有用功；提水所做的功是額外功。一、有用功、額外功和總功動(dòng)畫(huà)講解——《有用功和額外功》一、有用功、額外功和總功【例題1】如圖所示，物體重180N，動(dòng)滑輪重10N，小明用100N的拉力（方向不變）將物體勻速提升2m，則此過(guò)程中有用功是______J，額外功是____J，總功是_____J。40036040動(dòng)滑輪提升重物所做的有用功為W有＝Gh＝180N×2m＝360J由圖知有2段繩子拉著物體，拉力端移動(dòng)距離s＝2h＝2×2m＝4m拉力所做的總功W總＝Fs＝100N×4m＝400J則額外功為

W額外＝W總-W有＝400J-360J＝40J一、有用功、額外功和總功【例題2】無(wú)人機(jī)應(yīng)用廣泛，現(xiàn)在無(wú)人機(jī)的很多鋼材部件用密度更小的碳纖維替換，來(lái)減輕機(jī)身重量。如圖所示，用碳纖維替換后的無(wú)人機(jī)與未替換前相比，將同一個(gè)快遞包裹從地面運(yùn)送到五樓，可以（）A．減少有用功 B．增大有用功C．減少額外功 D．增大總功C將同一個(gè)快遞包裹從地面運(yùn)送到五樓，克服無(wú)人機(jī)自重做的是額外功，用碳纖維替換后的無(wú)人機(jī)與未替換前相比，機(jī)身減輕了重力，所以，減少了額外功；克服包裹的重力做的功是有用功，與未替換前相比沒(méi)有變化，即有用功不變；總功等于有用功和額外功之和，有用功不變，額外功減少，總功減少。故C符合題意，ABD不符合題意。故選C。機(jī)械效率的大小二二、機(jī)械效率的大小問(wèn)題人們希望在總功中有用功所占比例更大些，這就涉及機(jī)械效率問(wèn)題。那么，什么是機(jī)械效率呢？二、機(jī)械效率的大小1.機(jī)械效率

二、機(jī)械效率的大?、跈C(jī)械效率只有大小，沒(méi)有單位。③機(jī)械效率總小于1由于有用功總小于總功，所以機(jī)械效率總小于1。機(jī)械效率通常用百分?jǐn)?shù)表示。④機(jī)械效率的大小與省力情況無(wú)關(guān)機(jī)械效率的高低與機(jī)械省力多少無(wú)關(guān)，不要認(rèn)為機(jī)械越省力其機(jī)械效率越高。二、機(jī)械效率的大小2.一些機(jī)械（機(jī)器）的機(jī)械效率瓦特蒸汽機(jī)的機(jī)械效率提高至6%~15%起重機(jī)的機(jī)械效率40%~50%皮帶傳動(dòng)的機(jī)械效率90%~98%二、機(jī)械效率的大小汽油機(jī)的機(jī)械效率22～27%離心式水泵的機(jī)械效率60～80%噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械效率50～60%一些機(jī)械（機(jī)器）的機(jī)械效率二、機(jī)械效率的大小

想一想:一臺(tái)起重機(jī)的機(jī)械效率是60%

??????，它表示什么意義？

二、機(jī)械效率的大小3.一些簡(jiǎn)單機(jī)械的機(jī)械效率（1）滑輪組的機(jī)械效率①滑輪組豎直提升物體如圖，利用滑輪組把重力為G的物體提高h(yuǎn)。F為動(dòng)力，s為繩子自由端移動(dòng)的距離，n為承擔(dān)重物的繩子股數(shù)。

由公式可知：不計(jì)繩重與摩擦，當(dāng)動(dòng)滑輪的重力越小、物重越大時(shí)，機(jī)械效率越高。二、機(jī)械效率的大小

f摩擦力f摩擦力二、機(jī)械效率的大小大量的實(shí)驗(yàn)表明：滑輪組的機(jī)械效率跟物重、動(dòng)滑輪重、繩重和摩擦有關(guān)；對(duì)同一個(gè)滑輪組來(lái)說(shuō)物重越大，機(jī)械效率越高；在物重相同時(shí)，動(dòng)滑輪重越小，機(jī)械效率越高；在物重相同時(shí)，機(jī)械摩擦和繩重越小，機(jī)械效率越高。二、機(jī)械效率的大?。?）斜面的機(jī)械效率如圖所示，用力F沿斜面把重力為G的物體提高，h為斜面的高度，l為斜面的長(zhǎng)度，f為物體與斜面間的摩擦力。

二、機(jī)械效率的大?。?）杠桿的機(jī)械效率如圖所示，利用杠桿把重力為G的物體提高h(yuǎn)，F(xiàn)為動(dòng)力，s為動(dòng)力作用點(diǎn)移動(dòng)的距離。

二、機(jī)械效率的大小4.提高機(jī)械效率的方法影響因素分析改進(jìn)措施（提高效率）同一機(jī)械，被提升物體的重力越大，做的有用功越多，機(jī)械效率越大.在機(jī)械承受的范圍內(nèi)，盡可能增加被提升物體的重力.有用功不變時(shí)，減小提升機(jī)械時(shí)做的額外功，可提高機(jī)械效率.機(jī)械自身部件的摩擦力越大，機(jī)械效率越低.改進(jìn)機(jī)械結(jié)構(gòu)，使其更合理、更輕巧.對(duì)機(jī)械按照技術(shù)規(guī)程經(jīng)常保養(yǎng)，使機(jī)械處于良好的狀態(tài).被提升物體的重力機(jī)械自身的重力機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部件間的摩擦二、機(jī)械效率的大小【例題2】如圖所示，工人用滑輪將45kg建筑材料沿豎直方向勻速提升3m，所用的拉力為250N。此滑輪的機(jī)械效率是多少？（g取10N/kg）二、機(jī)械效率的大小【分析】工人用滑輪提升建筑材料的過(guò)程中，有用功是不用滑輪直接把物體提升3m做的功；總功是拉力做的功，兩者的比即為機(jī)械效率?！窘狻坑深}意，建筑材料的質(zhì)量m=45kg，建筑材料提升的高度h=3m，拉力F=250N，工人用手拉起的實(shí)際繩長(zhǎng)s=2h=6m?；喿龅挠杏霉?/p>

W有用=Gh=mgh=45kg×10N/kg×3m=1350J拉力做的總功為W總=Fs=250N×6m=1500J

此滑輪的機(jī)械效率為

二、機(jī)械效率的大小

二、機(jī)械效率的大小【例題3】如圖所示，用滑輪組豎直向上勻速提升重物，不計(jì)繩重和摩擦，下列措施能提高滑輪組機(jī)械效率的是（）A．適當(dāng)增大重物上升的高度B．換用質(zhì)量較小的動(dòng)滑輪C．增大繩子自由端移動(dòng)的距離D．增大繩子自由端的拉力B二、機(jī)械效率的大小所以選B.

ACD．用滑輪組豎直向上勻速提升重物時(shí)，有用功為W有用=G物h，不計(jì)繩重和摩擦，額外功為：W額=G動(dòng)h，總功為W總=W有用+W額=G物h+

G動(dòng)h則滑輪組的機(jī)械效率為由此可知，滑輪組機(jī)械效率的高低與重物上升的高度、增大繩子自由端移動(dòng)的距離和增大繩子自由端的拉力無(wú)關(guān)，故ACD不符合題意；B．由以上分析可知，減小動(dòng)滑輪的重力，可減小額外功，能提高滑輪組的機(jī)械效率，故B符合題意。

二、機(jī)械效率的大小【例題4】如圖所示，斜面與水平地面夾角為30°，某快遞員用500N的力，將重800N的貨物沿斜面勻速推上車廂，斜面的機(jī)械效率為_(kāi)____。不改變斜面與地面夾角和貨物質(zhì)量，采用______________的方法可以提高斜面的機(jī)械效率。

80%

使接觸面光滑

課堂總結(jié)三三、課堂總結(jié)（1）

有用功和額外功機(jī)械效率機(jī)械效率的影響因素機(jī)械效率三、課堂總結(jié)（2）作業(yè)解析四1．為了提高起重機(jī)的機(jī)械效率，你有哪些建議？四、作業(yè)解析為了提高起重機(jī)的機(jī)械效率，可以在確保鋼絲繩與塔吊安全的情況下，增加貨箱的重力；可以減小動(dòng)滑輪的重力；給動(dòng)滑輪轉(zhuǎn)軸處加潤(rùn)滑油減小摩擦等。2.某建筑工人用大小為600N的拉力F，通過(guò)定滑輪將重500N的物體勻速提升2m。求：（1）這名建筑工人做的有用功；（2）這名建筑工人做的總功；（3）此定滑輪的機(jī)械效率。四、作業(yè)解析（1）建筑工人做的有用功

W有=Gh=500N×2m=1000J（2）使用定滑輪時(shí)，繩端移動(dòng)的距離

s=h=2m

這名建筑工人做的總功

W總=Fs=600N×2m=1200J（3）定滑輪的機(jī)械效率

3.某人用100N的力，沿豎直方向?qū)⒏軛U動(dòng)力臂的端點(diǎn)壓下2m，杠桿的另一端將320N的重物舉高0.5m，則他做的有用功是多少？杠桿的機(jī)械效率是多少？四、作業(yè)解析克服重物重力做的功為有用功，故做的有用功W有=Gh=320N×0.5m=160J動(dòng)力做的總功

W總=Fs=100N×2m=200J杠桿的機(jī)械效率

4.分析汲水裝置桔槔工作時(shí)，機(jī)械做有用功、額外功和總功的情況，并分析主要的能量相互轉(zhuǎn)化的情況。四、作業(yè)解析四、作業(yè)解析有用功是克服水的重力所做的功。額外功包括在操作過(guò)程中不得不做但并非直接用于提水的功，如克服機(jī)械摩擦、提升水桶本身的重力還有杠桿自身的重力產(chǎn)生的功。總功就是有用功與額外功的總和。能量轉(zhuǎn)化：人的生物能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，其中一部分通過(guò)杠桿傳遞，轉(zhuǎn)化為水的勢(shì)能；另一部分在克服摩擦?xí)r轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；還有一部分用于提升水桶的勢(shì)能。5.*工人用如圖所示滑輪組將重200N的物體勻速提升3m，工人豎直向上的拉力為80N。求：（1）工人所做的有用功；（2）工人所做的總功；（3）此滑輪組的機(jī)械效率。四、作業(yè)解析（1）工人做的有用功為W有=Gh=200N×3m=600J（2）由圖可知，承擔(dān)物重繩子的股數(shù)為n=3，繩子自由端移動(dòng)的距離為s=3×3m=9m工人做的總功為W總=Fs=80N×9m=720J（4）滑輪組的機(jī)械效率為

提升訓(xùn)練五五、提升訓(xùn)練1．用繩子將鉤碼提升至一定的高度，如圖所示，此過(guò)程所做的有用功是（）

A．提升鉤碼所做的功B．克服摩擦力所做的功C．提高繩子所做的功D．克服動(dòng)滑輪重力所做的功A

用繩子將鉤碼提升至一定的高度，此過(guò)程所做的有用功是提升鉤碼所做的功。所以選A。五、提升訓(xùn)練2．一臺(tái)起重機(jī)將重3600N的貨物提高4m，起重機(jī)做的有用功是多少如果額外功是9600J，總功是多少？機(jī)械效率是多少？起重機(jī)所做的額外功是由哪些因素引起的？

五、提升訓(xùn)練3.實(shí)驗(yàn)時(shí)，小芳用圖所示的滑輪組，將重為8N的物體勻速提升0.5m。已知?jiǎng)踊喌闹貫?N，不計(jì)繩重和摩擦，則（）A．拉力F為4N B．有用功為5JC．繩子自由端移動(dòng)距離為1.5m D．該滑輪組的機(jī)械效率為80%D五、提升訓(xùn)練所以選D.

五、提升訓(xùn)練4.如圖用同一滑輪組分別將兩個(gè)不同的物體A和B勻速提升相同的高度，不計(jì)繩重和摩擦的影響，提升A的過(guò)程滑輪組的機(jī)械效率較大，則下列判斷正確的是（）①A物體比B物體輕；②提升A的拉力較大；③提升A所做的額外功較少；④提升A做的有用功較多A．只有①③ B．只有②④C．只有②③ D．只有①④B五、提升訓(xùn)練

因?yàn)轭~外功相同，提升A物體時(shí)滑輪組的機(jī)械效率較大，所以提升A物體所做的有用功較大，由于提升物體高度一樣，所以A物體較重，提升A