2021人教版物理八年级下《机械效率》.pptx

,机械效率,人教版,物理,八,年级（下）,第,12,章 第,3,节,学习目标,1.,结合实例，知道什么,是,有用功,、额外功和总,功；,2.,掌握机械效率,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,滑轮组机械效率的高低与物体重力的大小有关,。,【,重点,】,有用功、额外功、总功、,机械效率的概念。,【,难点,】,滑轮组,的,机械效率的影响因素。,新知导入,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。,知识,点 有用功,和额外功,1,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？,甲 乙,实验探究：使用动滑轮是否省功,如,图甲所示，用,弹簧测力计,将钩码缓慢地,提升一定,的,高度，将,数据填入,表格。,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，并记录实验数据。,步骤,实验,手的拉力,F,/N,手移动的距离,s,/m,钩码的重力,G,/N,钩码升高的高度,h,/m,拉力所做的功,W,/J,弹簧测力计直接提升钩码,2,0.1,2,0.1,通过动滑轮提升钩码,1.2,0.2,2,0.1,0.2,0.24,实验数据,1.,弹簧测力计,应沿竖直方向,匀速向上拉动滑轮或重物。,2.,通过动滑轮提升重物时，可以只测,h,数值，利用,s=nh,求出,s,数值，此实验中,n,=2,。,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,，但由于,滑轮本身所受的重力,以及,摩擦,等因素的影响，使用动滑轮我们要多做功,。,（,1,）,有用功,（,W,有,）,：为了达到工作目的，必须要做的功。,克服物体,重力所做的功就是有用功,。,W,有,=,Gh,G,：物体的重力,h,：物体提升的高度,有用功、额外功、总功,（,2,）额外功（,W,额,）：对人们没有用但,不得不,做的,功,。,（,3,）,总,功（,W,总,）：利用机械做功时，对机械所做的功叫做,总,功。,W,总,=,W,有,+,W,额,总功、有用功、额外功的单位都是焦（,J,）,利用杠杆和斜面做功,典,例,1,如,图所示，一人用,100 N,的拉力通过滑轮组将重为,300N,的物体向上,提起，绳,重和摩擦,不计。在,拉力的作用下，物体匀速上升了,1m,，求,:,(1),人所做的,有用功；,(,2),人所做的总,功；,(,3),人所做的额外,功。,解析：,(1),人提起重物,(,克服重力,),所做的功是有用功,，,W,有,=,Gh,=300,N1m=300 J,；,(,2),拉力移动的,距离,s,=4,h,=41m=4m,，,人,的拉力所做的总功,W,总,=,Fs,=100N4m=400J;,(,3),人所做的额外功,W,额,=,W,总,-,W,有,=,400J,300J=100J,。,2,知识点 机械效率,在保证所做有用功一定的情况下，人们总是,希望额外功,在总功中,所占,的比例越少越好,。有用功占总功的比例反映了机械的一项性能，在物理学中用,机械效率,来表示。,（,1,）定义：物理学,中，将有用功跟总功的比值叫做,机械效率。,W,有,h,=,W,总,（,2,）公式：,用,表示,W,有,h,=,W,总,W,有,h,=,W,有,+W,额,W,总,=,W,额,1,（,3,）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,。,（,4,）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。,典,例,2,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,3.410,4,J,，起重机的机械效率是,多少,？,g,取,10N/kg,。,因此，起重机的机械效率,W,有,h,=,W,总,=,0.44=44,%,1.510,4,J,3.410,4,J,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,=,mg,=0.510,3,kg10 N/kg=510,3,N,起重机提升重物所做的功是有用功,W,有,=,Fh,=5 10,3,N3m=1.510,4,J,起重机的电动机所做的功是总功，,W,总,=3.410,4,J,如果,前面例题中用动滑轮提起的物,体重,为,0.6t,，,那么机械效率,还是,44%,吗？对,一个机械来说，它的机械效率是恒定不变的吗,？,不是，机械效率不是固定不变的，机械效率反映的是机械在一次做功过程中有用功跟总功的比值，,同一机械在不同的做功过程中，有用功不同，机械效率也会不同,。,下面我们通过测滑轮组的机械效率的实验来探究,一下这个问题。,思考讨论,知识点 测量,滑轮组的机械效率,3,=,W,有,W,总,=,Gh,Fs,刻度尺,、钩码、,弹簧测力计、滑轮、,铁架台、长约,2m,的细绳,。,实验原理,实验器材,用,弹簧测力计测量钩码所,受的,重力,G,并填入表格,。,按照图甲安装,滑轮组，分别记下钩码,和,绳端,的,位置。,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,。,实验步骤,甲,乙,算出有用功,W,有,、总功,W,总,、机械效率,并填入表格。,改变钩码,的数量，重复上面的实验。,拉力,F,/N,绳端移动的距离,s,/m,总功,W,总,/J,钩码重,G,/N,钩码上升高度,h,/m,有用功,W,有,/J,机械效率,实验数据记录表,测量滑轮组,的,机械效率,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,。,思考,讨论,：如果保持,钩码重力一定,，且钩码升高相同高度，改变,动滑轮,重量，,动滑轮越,重，机械效率怎样变化？,F,F,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,W,有,h,=,W,有,+W,额,可知，机械效率,越小。,典,例,3,如图是智慧小组“测滑轮组的机械效率”的实验装置。测得的实验数据如表所示。,实验次数,物重,G/N,物体上升高度,h/m,拉力,F/N,绳端移动距离,s/m,机械效率,h,1,1,0.1,0.6,0.3,55.6%,2,2,0.1,1.0,0.3,66.7%,3,4,0.1,1.8,0.3,（,1,）实验过程中，应竖直向上,拉动弹簧测力计。,（,2,）第三次实验中滑轮组的机械效率是,。,（,3,）分析实验数据可知，同一滑轮组，物重,，滑轮组的机械效率越高。,（,4,）若在第三次实验中，物体上升的速度为,0.1m/s,，则拉力,F,的功率为,W,。,匀速缓慢,74.1%,越大,0.54,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,在机械承受的范围内，尽可能,增加被提升物体的重力,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,改进滑轮结构，,减轻滑轮自重,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,对机械进行保养，保持良 好的润滑，,减小摩擦,影响滑轮组机械效率的因素和改进措施,拓展延伸,在,斜面粗糙,程度相同时,，斜面的机械效率与斜面的,倾斜程度,有关，斜面,越陡,，机械效率就,越,高,。,斜面机械效率,:,=,W,有,W,总,=,Gh,Fl,典,例,4,用滑轮组提升,重物,时，下列,措施中能提高机械效率的,是（）,A,.,增加提升,的高度，增大,有用功,B.,增加动滑轮个数，使滑轮组更,省力,C.,增加被提升物体的重力，从而增大,有用功,D.,增大提升的速度，从而减小额,外功,C,增加,被提升物体的,重力,减轻,滑轮,自重,减小摩擦,课堂小结,机械效率,有用功和总功的比值,=,影响滑轮组机械效率的因素,摩擦,有用功、额外功和总功,机械效率总小于,1,提升的重物的重力,动滑轮的重力,基本概念,计算公式,W,有,W,总,规律,课堂,练习,1.,不计绳重，用桶从井中提水的时候，对,做的功是有用功，对,做的功是额外功；如果桶掉进井里，从井中捞桶时，捞上来的桶带有一些水，这时对桶做的功是,功，对水做的功是,功。,水,桶,有用,额外,2,.,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.10%B.45%C.80%D.90,%,D,9,G,滑轮,h,解析：,W,有,h,=,W,有,+W,额,100,%=,G,物,h,+,G,滑轮,h,100,%,=,9,G,滑轮,h,+,G,滑轮,h,100,%=,90%,G,物,h,课堂练习,3,.,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,D,4.,一,台起重机将重,3600N,的货物提高,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？,W,总,提示：,（,1,）有用功：,W,有,=,Gh=,（,2,）,总,功,W,总,=,W,有,+,W,额,=,W,有,h=,（,3,）机械效率,（,4,）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引起,的,。,14400J,24000J,60,%,=,感谢聆听,人教版,物理,八,年级（下）,第,12,章 第,3,节,