資源簡介

機械效率
適用學科
初中物理
適用年級
初中二年級
適用區域
人教版
課時時長（分鐘）
60
知識點
1.有用功、額外功、總功概念的理解
2.怎樣理解和應用機械效率
3.探究提高機械效率的方法
4.機械效率與功率的區別
學習目標
知識與技能
1．能結合實例認識有用功、額外功和總功；
2．理解機械效率的概念、會計算機械效率
過程與方法
通過實驗體驗、數據分析，加深對有用功、額外功、總功的理解，培養學生設計實驗方案、分析實驗數據、歸納實驗結論的科學素養。
情感、態度與價值觀
1.
在學習過程中培養發現問題、提出問題、解決問題的能力；
2.
培養探索自然現象和日常生活中的物理知識的興趣；
3.
密切聯系實際，提高科學技術應用于日常生活的科學態度
學習重點
理解機械效率概念、通過實驗探究發現提高機械效率的方法
學習難點
設計實驗方案、分析實驗數據、歸納實驗結論
學習過程
一、復習預習
1.
復習
（1）做功包含的兩個必要因素？
（2）功的計算式是什么？
2.
預習
（1）有用功，額外功，總功。
（2）機械效率的概念。
（3）提高機械效率的方法。
二、知識講解
考點/易錯點1有用功、額外功、總功
有用功：定義：對人們有用的功。
公式：W有用＝Gh（提升重物）=W總－W額=ηW總
斜面：W有用=Gh
2
.
額外功：定義：并非我們需要但又不得不做的功。
公式：W額=W總－W有用=G動h（忽略輪軸摩擦的動滑輪、滑輪組）
?斜面：W額=fL
3．
總功：定義：有用功加額外功或動力所做的功
?公式：W總=W有用＋W額=FS=
W有用／η
?斜面：W總=
fL+Gh=FL
考點/易錯點2機械效率
1.
定義：有用功跟總功的比值。即η
2.
物理意義：
機械效率是表示機械對總功利用率高低的物理量.若機械效率越大,表示該機械對總功的利用率越高,即機械做的有用功占它所做的總功的比例越大,或者說額外功占總功的比例越小,也說明該機械的性能越好.
3.公式：
?斜
面：
?定滑輪：
?動滑輪：
?滑輪組：
4.
有用功總小于總功（使用機械時,不可避免W額>0.所以由W總＝W有＋W額），所以機械效率總小于1。通常用百分數表示。
考點/易錯點3
提高機械效率的方法
1.
提高機械效率的意義：減少能耗，降低生產成本。
2.
由η＝＝可知:
A.當W有一定時,減少W額,可提高效率.比如影響滑輪組效率的因素有:動滑輪和繩重；繩與輪之間的摩擦.所以,我們可以使用輕質材料做動滑輪或盡量減少動滑輪的個數；還可通過加潤滑油來減少軸處的摩擦及使用較細的繩子等措施,以此來提高它的效率.
B.當W額一定時,增加W有,可適當提高機械效率.比如,對于同一滑輪組(額外功不變),增加所提物體的重,
就會越大,機械效率就會越高.
總之,提高機械效率的方法：減小機械自重、減小機件間的摩擦。對于滑輪組而言,要提高效率,可增加有用功的同時盡量減小額外功.
考點/易錯點4機械效率的測量
1.
原理：
2.
應測物理量：鉤碼重力G、鉤碼提升的高度h、拉力F、繩的自由端移動的距離S。
3.
器材：除鉤碼、鐵架臺、滑輪、細線外還需刻度尺、彈簧測力計。
4.
步驟：必須勻速拉動彈簧測力計使鉤碼升高，目的：保證測力計示數大小不變。
5.
結論：影響滑輪組機械效率高低的主要因素有：
?A.
動滑輪越重，個數越多則額外功相對就多。
?B.
提升重物越重，做的有用功相對就多。
?C、摩擦，若各種摩擦越大做的額外功就多。
繞線方法和重物提升高度不影響滑輪機械效率。
三、例題精析
【例題1】
【題干】甲的機械效率高于乙的機械效率，那么（　　）
A．甲的功率比乙的功率大
B．甲做的有用功比乙做的有用功多
C．甲做的額外功比乙做的額外功少
D．甲做的有用功在總功中所占的比例比乙做的有用功在總功中所占的比例大
【答案】D．
【解析】功率和機械效率是兩個完全不同的概念，他們之間沒有任何關系，故A錯誤；
BCD、機械效率是指有用功在總功中所占的比例，機械效率大，說明有用功在總功中所占的比例大
不能從機械效率的大小看出有用功和額外功的大小關系，故BC錯誤，D正確．
【例題2】
【題干】
什么是機械效率？機械效率的大小可能大于1嗎？為什么？
【答案】機械效率是提有用功占總功的百分比．由公式η＝因任何機械都會有摩擦力等消耗一部分額外功，故W有用＜W總，所以η＜1．
【解析】機械效率是指有用功占總功的百分比．只要有使用機械，機械本身就必然有摩擦等要消耗一部分功，也就是說額外功是不可避免的，故有用功總小于總功，機械效率不可能大于1．
【例題3】
【題干】要提高某機械效率，應該（　　）
A．減小外力所移動的距離
B．減小總功
C．減小額外功占總功的百分比
D．減小外力
【答案】C．
【解析】A、機械效率是有用功與總功的比值，與外力移動的距離無關．此選項錯誤；
B、機械效率是有用功與總功的比值，有用功不確定，減小總功，機械效率不一定提高．此選項錯誤；
C、減小額外功在總功中所占的百分比，也就是增大了有用功在總功中所占的百分比，可以提高機械效率．此選項正確；
D、機械效率是有用功與總功的比值，與外力大小無關．此選項錯誤．
四、課堂運用
【基礎】
1.
機械效率公式：η=_____．機械效率總是小于___．提高機械效率的方法：①減小______，②改進機械，減小自重。
【鞏固】
2.
某建筑工地的工人利用滑輪組把一車磚勻速拉到5m高的樓上，共做有用功1．5×104J：（1）這車磚重多少牛？（2）如果滑輪組的機械效率是60%，要用200N的力把車拉上去，繩子要拉下多少米？
【拔高】
3.
用一個定滑輪和一個動滑輪組成的滑輪組，把重物勻速提起，繩子的最大承受力為300N，滑輪組的機械效率為60%，這樣一次提升的重物最多有多重？（??
?）
4.
一個工人用如圖9所示的滑輪組提起重2000N的貨物，所用的拉力是800N，繩子自由端被拉下4m，下列說法正確的是（
　
）
A．總功是3200J，機械效率是40%
?B．有用功是2000J，總功是3200J
?C．有用功是3200J，機械效率是62．5%
?
D．總功是3200J，機械效率是62．5%
5.
某同學在“測定滑輪組機械效率”的實驗中，記錄了如下實驗數據：
（1）完成該實驗所需的測量工具有哪些？
（2）計算該滑輪組提起鉤碼的繩子段數．
（3）求此時該滑輪組的機械效率．
五、課堂小結

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