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(共28張PPT)
第十二章 簡單機械
第4節 機械效率
人教版 物理 八年級 下冊
我國許多地方原來都沒有
自來水,人們為了食用水,要從
井中打水。如圖所示,在這個從
井中提水上來的過程中,人對哪
些物體做了功 這些功都是人們
希望做的嗎 對誰做的功才是有用的呢
2. 能設計實驗，測定某種簡單機械的機械效率；知道提高機械效率的實際意義和方法，有合理改進機械、提高機械效率的意識。
1. 能結合實例認識有用功、額外功和總功；理解機械效率的概念，知道機械效率小于1及沒有單位的原因，會利用公式η= 進行相關的計算。
知識點 1
有用功和額外功
對砂子做功
對空桶做功
克服自身重力做功
并不需要做但又不得不做的功
對人們有用必須做的功
3m
3m
他的目的是
把沙子運上三樓
用水桶提沙子上樓
有用功
額外功
1. 有用功（W有用）：為了達到工作目的，必須做的功。
2. 額外功（W額外）：為了達到工作目的，并非我們所需要但又不得不做的功。
3. 總功（W總）：動力所做的所有功。
即有用功與額外功的總和。
W總 = W有用 + W額外
用水桶從井中提水的時候，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。
想一想
s
h
s=2h=20cm=0.2m
W1＝G·h＝2N × 0.1m=0.2J
W2＝ F·s＝ 1.2N × 0.2m= 0.24J
W1 < W2

探究：使用動滑輪是否省功？
使用動滑輪提升物體時，要克服動滑輪重力、繩子重及摩擦力等做功。
額外功
F
G
s
h
W有用=G物·h
W總=F·s
W額外=G動·h
（不計繩重和摩擦）
F
s繩
s物
f
W有用=f·s物
W總=F·s繩
利用滑輪組做功
h
l
f
F
G
N
W有用=G·h
W總=F·l
W額外=f·l
不做功
利用斜面做功
知識點 2
機械效率
在使用機械工作時，有用功在總功中所占的比例越多越好。它反映了機械的一種性能，物理學中表示為機械效率。
定義：有用功跟總功的比值。
公式：
使用任何機械都不可避免地要做額外功，有用功總是小于總功，所以機械效率總是小于1的。機械效率通常用百分比表示。
忽略繩重與摩擦的影響，則機械效率：
滑輪組的機械效率在數值上等于物重與總重的比值。
滑輪組機械效率的討論
同一滑輪組，提升的物體越重，機械效率就越高。
提升相同的重物，所用動滑輪越輕，機械效率就越高。
探究實驗：測量滑輪組的機械效率
F
【實驗原理】
【實驗器材】
彈簧測力計、刻度尺、鐵架臺、滑輪、
細線、鉤碼
繩端的拉力F、________、_________________和___________________。
物體重G
物體上升距離h
繩自由端移動距離s
【需要直接測量的物理量】
知識點 3
測量機械效率
實驗時拉力的方向應盡量_____________，且應在鉤碼____________的過程中讀取拉力的大小。
豎直向上
勻速移動
注意事項：
實驗過程
G/N h/m F/N s/m W有用/J W總/J η
1
2
3
F
實驗1 保持動滑輪重一定，改變鉤碼重力
結論：動滑輪重一定，物重越大，機械效率越高。
G/N h/m F/N s/m W有用/J W總/J η
1
2
實驗2 保持鉤碼重力一定，改變動滑輪重。
結論：物重一定，動滑輪越重，機械效率低。
F
F
探究：影響斜面機械效率的因素
實驗時沿斜面勻速拉動木塊，并在拉動中讀出拉力的大小。
實驗次數 斜面傾斜程度 斜面材料 木塊重力G/N 斜面高度h/m 有用功 W有用/J 拉力F/N 斜面長度s/m 總功W總/J 機械效率
1 較緩 木板 1 0.1 0.1 0.2 0.7 0.14 71.4%
2 較陡 木板 1 0.17 0.17 0.3 0.7 0.21 81%
3 陡 木板 1 0.24 0.24 0.4 0.7 0.24 85.7%
4 棉布 1 0.24 0.24 0.5 0.7 0.35 68.6%
5 毛巾 1 0.24 0.24 0.6 0.7 0.42 57.1%
實驗數據
影響斜面的機械效率：
1. 斜面的粗糙程度有關：同一斜面，拉同一物體，斜面越粗糙，拉力越大，效率越低。
2. 斜面的傾斜程度有關：粗糙程度相同，拉同一物體，斜面越陡（傾角越大），拉力越大，效率越高。
結 論
例1（福建中考）工人用如圖的機械將物體勻速提升到某一高度，若物體的重力與滑輪的重力之比G物∶G滑輪=9∶1，忽略繩重與摩擦的影響，則機械效率為 （　　）
A．10% B．45%
C．80% D．90%
D
連接中考
例2 （荊門中考）如圖所示，用同一滑輪組分別將兩個不同的物體A和B勻速提升相同的高度，不計繩重和摩擦的影響，提升A的過程滑輪組的機械效率較大，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②④
C．只有②③ D．只有①④
A更重
B
提升A的拉力較大
提升A做的有用功較多
連接中考
1. 關于機械效率，以下說法正確的是（ ）
A
D. 省力越多的機械，機械效率越高
C. 做功越多的機械，機械效率越高
B. 單位時間里做功越多的機械，機械效率越高
A. 機械效率總小于1
基礎鞏固題
2.某機械的機械效率是75%，這說明使用這一裝置做功 ( )
D. 額外功占總功的3/4
C. 總功是有用功的3倍
B. 有用功是額外功的3倍
A. 總功是額外功的3倍
B
基礎鞏固題
3. 如圖所示，用同一滑輪組分別將物體A和物體B勻速提升相同的高度，與提升B相比，提升A的過程滑輪組的機械效率較大，若不計繩重與摩擦的影響，則提升A的
過程 (　　)
A. 額外功較小 B. 額外功較大
C. 總功較小 D. 總功較大
D
基礎鞏固題
4. 如圖所示，利用輕質滑輪組勻速拉動水平地面上重為300 N的物體，拉力F的大小為30 N。若物體和地面之間的摩擦力大小為45 N，則A處的拉力大小和滑輪組的機械效率分別為 (　　)
A. 45 N、50%　
B. 45 N、75%
C. 60 N、50%　
D. 60 N、75%
B
f=45N
基礎鞏固題
如圖所示，在水平路面上行駛的汽車通過滑輪組拉著重G=9×
104N的貨物A沿斜面向上勻速運動。貨物A的速度為v=2m/s，
經過t=10s，貨物A豎直升高h=10m。已知汽車對繩的拉力F的
功率P=120kW，不計繩、滑輪的質量和摩擦，求：
（1）t時間內汽車對繩的拉力所做的功；
（2）汽車對繩的拉力大小；
（3）斜面的機械效率。
能力提升題
解：（1）t時間內汽車對繩的拉力所做的功：
W=Pt=1.2×105W×10s=1.2×106J；
（2）由圖知，n=3，拉力端移動速度：v=3v物=3×2m/s=6m/s，
由P=Fv可得汽車對繩的拉力大小：
（3）不計繩、滑輪的質量和摩擦，滑輪組對重物做的功等于汽車對繩的拉力所做的功，即W總=1.2×106J：
斜面的機械效率：
作業
內容
教材作業
完成課后“練習與應用”練習
自主安排
配套練習冊練習

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