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,