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人教版物理八年級(jí)下冊(cè)
第十二章 簡(jiǎn)單機(jī)械
匯報(bào)人：孫老師
匯報(bào)班級(jí)：X級(jí)X班
第4節(jié) 機(jī)械效率
目錄
壹
學(xué)習(xí)目標(biāo)
貳
新課導(dǎo)入
叁
新知探究
肆
隨堂練習(xí)
伍
課堂小結(jié)
第壹章節(jié)
學(xué)習(xí)目標(biāo)
學(xué)習(xí)目標(biāo)
2.掌握機(jī)械效率的含義，知道機(jī)械效率是小于1的，能利用機(jī)械效率的公式進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算
1.知道什么是有用功、額外功和總功
3.通過實(shí)驗(yàn)了解滑輪組機(jī)械效率的高低與物體重力的大小有關(guān)
第貳章節(jié)
新課導(dǎo)入
新課導(dǎo)入
1. 為了達(dá)到某一目的而必須做的功是________，并非需要但又不得不做的功是________，實(shí)際做的所有功是________。
2. _______和______的比值叫作機(jī)械效率，用字母_____表示。機(jī)械效率一般用________表示。
3. 有用功總是______總功，所以任何機(jī)械的機(jī)械效率總是______1。
有用功
額外功
總功
有用功
總功
η
百分?jǐn)?shù)
小于
小于
工人通過滑輪組、定滑輪和輪軸提升豎井中的重物。工人為什么不直接提起重物，而是將這么多的簡(jiǎn)單機(jī)械進(jìn)行組合呢？
使用這些簡(jiǎn)單機(jī)械的優(yōu)勢(shì)是什么？
第叁章節(jié)
新知探究
新知探究
研究使用動(dòng)滑輪是否省功
1.用彈簧測(cè)力計(jì)將鉤碼緩慢地提升一定的高度，計(jì)算拉力所做的功。
2.用彈簧測(cè)力計(jì)并借助一個(gè)動(dòng)滑輪將同樣的鉤碼緩慢地提升相同的高度，計(jì)算拉力所做的功。
進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：
一、有用功和額外功
實(shí)驗(yàn)記錄：
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}物重G/N
物體移動(dòng)
距離h/m
直接提起物體做功W直
拉力F/N
繩子移動(dòng)距離s/m
用裝置拉起來做功W機(jī)
實(shí)驗(yàn)結(jié)論：
有用功：機(jī)械對(duì)外所做的功。
額外功：使用機(jī)械時(shí)，克服機(jī)械本身的重力以及摩擦力等因素的影響而多做的功。
總功：動(dòng)力對(duì)機(jī)械所做的功，等于有用功和額外功之和，即W總=W有用+ W額外
事實(shí)上，使用任何機(jī)械都不能省功。
在總功一定的情況下，人們希望有用功越_____越好，額外功越_____越好。
注：機(jī)械效率一般用百分?jǐn)?shù)表示，沒有單位。
思考：機(jī)械效率可能大于1或者等于1嗎？
多
少
機(jī)械效率：有用功跟總功的比值。
η =
W總
W有用
公式：
二、機(jī)械效率
起重機(jī)40%~50%
汽油發(fā)動(dòng)機(jī)：22%~27%
柴油發(fā)動(dòng)機(jī)：28%~30%
抽水機(jī)60%~80%
現(xiàn)在各種機(jī)械的機(jī)械效率都還不夠高！
測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率
設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：
需要測(cè)量哪些物理量？用什么測(cè)量工具？怎樣計(jì)算有用功和總功？
需要哪些實(shí)驗(yàn)器材？
實(shí)驗(yàn)原理：
Gh
Fs
η＝ ＝　　　　　　　　　　
W有用
W總
1.測(cè)出鉤碼所受重力，再按圖所示組裝滑輪組。記下鉤碼和繩端的位置。
2.勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，讀出拉力F 的值，并用刻度尺測(cè)出鉤碼移動(dòng)的距離與繩子移動(dòng)的距離。
3.計(jì)算機(jī)械效率。
進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：
實(shí)驗(yàn)記錄：
實(shí)驗(yàn)結(jié)論：
增加物重，機(jī)械效率會(huì)提高。
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}物重G/N
物體移動(dòng)
距離h/m
有用功W有用
拉力F/N
繩子移動(dòng)距離s/m
總功W總
效率η
1.動(dòng)滑輪重(動(dòng)滑輪重減小，機(jī)械效率提高)
思考：你覺得除此之外還有什么其他的因素會(huì)影響機(jī)械效率呢？
2.摩擦(輪與軸及輪與繩之間)、繩重
(減小摩擦、繩重可以減少額外功，提高機(jī)械效率)
討論：如何提高機(jī)械設(shè)備的機(jī)械效率？
1.改進(jìn)機(jī)械結(jié)構(gòu)、使其更合理、更輕巧。
2.定時(shí)保養(yǎng)、加潤(rùn)滑油減小機(jī)械間的摩擦。
3.在機(jī)械能承受的范圍內(nèi)，盡可能增加每次提升重物的重量，充分發(fā)揮機(jī)械的作用。
降低額外功
提高有用功
1.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(jī)械效率較大，若不計(jì)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
2.起重機(jī)把質(zhì)量為0.5 t的重物勻速提升了3 m，而它的電動(dòng)機(jī)所做的功是3.4×104 J，起重機(jī)的效率是多少？（g取10 N/kg）
解：起重機(jī)勻速提升重物，則
F＝G＝mg＝0.5×103kg×10N/kg＝5×103N
起重機(jī)提升重物所做的有用功：
W有用＝Fh＝5×103N×3m＝1.5×104J
起重機(jī)的電動(dòng)機(jī)所做的功是總功：W總＝3.4×104J
則機(jī)械效率：η＝ ＝ ＝0.44＝44%　　　　　　　　　　
3.4×104J
1.5×104J
W總
W有用
第肆章節(jié)
隨堂練習(xí)
隨堂練習(xí)
1. 用滑輪組勻速提升重物的過程中，哪個(gè)是有用功？哪些是額外功？
動(dòng)滑輪對(duì)重物的拉力做的功為有用功；克服動(dòng)滑輪本身所受的重力、繩的重力以及摩擦力所做的功為額外功。
2. 一臺(tái)起重機(jī)將重 3600 N 的貨物勻速提高 4 m，起重機(jī)做的有用功是多少？如果額外功是 9600 J，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？
解：起重機(jī)做的有用功
W有用 = Gh = 3600 N×4 m = 14400 J
總功 W總=W有用+W額外=14400 J + 9600 J = 24000 J。
機(jī)械效率
起重機(jī)所做的額外功是由動(dòng)滑輪、起重臂和鋼絲繩所受的重力以及摩擦力引起的。
3. 用一個(gè)動(dòng)滑輪在 5 s 內(nèi)將一個(gè)重 200 N 的物體向上勻速提起 3 m，拉力為 150 N。這個(gè)動(dòng)滑輪的機(jī)械效率是多少？拉力的功率是多少？
解：由題可知，n = 2，
則繩端移動(dòng)的距離 s = nh = 2×3 m = 6 m，
動(dòng)滑輪的機(jī)械效率
拉力的功率
4. 兩位同學(xué)根據(jù)圖中裝置分別用自己的器材測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率，下表是他們實(shí)驗(yàn)中的一組數(shù)據(jù)。請(qǐng)將表格中的數(shù)據(jù)補(bǔ)充完整并說明機(jī)械效率不同的原因可能是什么。
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}
鉤碼所受的
重力G/N
提升
高度h/m
拉力F/N
繩端移動(dòng)的距離s/m
有用功W有用/J
總功
W總/J
機(jī)械
效率η
甲同學(xué)
1.0
0.1
0.5
0.3
乙同學(xué)
3.0
0.1
1.2
0.3
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}
鉤碼所受的
重力G/N
提升
高度h/m
拉力F/N
繩端移動(dòng)的距離s/m
有用功W有用/J
總功
W總/J
機(jī)械
效率η
甲同學(xué)
1.0
0.1
0.5
0.3
乙同學(xué)
3.0
0.1
1.2
0.3
0.1
0.15
66.7%
0.3
0.36
83.3%
分析表中數(shù)據(jù)可知，甲、乙兩同學(xué)測(cè)得的滑輪組的機(jī)械效率不同的主要原因是所提升鉤碼的重力不同。
5. 有沒有機(jī)械效率為 100% 的機(jī)械？為什么？舉例說明，通過什么途徑可以提高機(jī)械效率。
沒有機(jī)械效率為100%的機(jī)械。因?yàn)槭褂萌魏螜C(jī)械做功時(shí)，必然要克服機(jī)械受到的重力、摩擦力等做額外功，即有用功一定小于總功，機(jī)械效率一定小于100%。
提高機(jī)械效率的主要辦法是改進(jìn)結(jié)構(gòu)使機(jī)械設(shè)備更合理、更輕巧，在使用中注意保養(yǎng)，做好潤(rùn)滑，如使用滑輪組提升重物時(shí)，盡量使用輕質(zhì)的動(dòng)滑輪和繩子，盡量減小滑輪和軸間的摩擦，這樣可以減小額外功；或者增大重物質(zhì)量，增大有用功，也可提高機(jī)械效率。
6. 有沒有機(jī)械效率為 100% 的機(jī)械？為什么？舉例說明，通過什么途徑可以提高機(jī)械效率。
7.某小組同學(xué)用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)定杠桿的機(jī)械效率。實(shí)驗(yàn)時(shí)，豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，使掛在杠桿下面的鉤碼緩緩上升。
(1)實(shí)驗(yàn)中，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F為______N。鉤碼總重G為 1 N，鉤碼上升高度h 為 0.1 m時(shí)，C點(diǎn)上升了0.3 m，則杠桿的機(jī)械效率為________(精確到0.1% ) 。
0.5
66.7%
(2)實(shí)驗(yàn)中若提升的鉤碼重一定，則影響杠桿機(jī)械效率的主要因素是________________________。
杠桿所受的重力
(3)若只將鉤碼的懸掛點(diǎn)由A移至B，仍將鉤碼提升相同的高度，則杠桿的機(jī)械效率將_______（選填“變大”“變小”或“不變”)。
變大
8. 用滑輪組勻速提升重物的過程中，哪個(gè)是有用功？哪些是額外功？
動(dòng)滑輪對(duì)重物的拉力做的功為有用功；克服動(dòng)滑輪本身所受的重力、繩的重力以及摩擦力所做的功為額外功。
9. 一臺(tái)起重機(jī)將重 3600 N 的貨物勻速提高 4 m，起重機(jī)做的有用功是多少？如果額外功是 9600 J，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？
解：起重機(jī)做的有用功
W有用 = Gh = 3600 N×4 m = 14400 J
總功 W總=W有用+W額外=14400 J + 9600 J = 24000 J。
機(jī)械效率
起重機(jī)所做的額外功是由動(dòng)滑輪、起重臂和鋼絲繩所受的重力以及摩擦力引起的。
10. 兩位同學(xué)根據(jù)圖中裝置分別用自己的器材測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率，下表是他們實(shí)驗(yàn)中的一組數(shù)據(jù)。請(qǐng)將表格中的數(shù)據(jù)補(bǔ)充完整并說明機(jī)械效率不同的原因可能是什么。
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}
鉤碼所受的
重力G/N
提升
高度h/m
拉力F/N
繩端移動(dòng)的距離s/m
有用功W有用/J
總功
W總/J
機(jī)械
效率η
甲同學(xué)
1.0
0.1
0.5
0.3
乙同學(xué)
3.0
0.1
1.2
0.3
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}
鉤碼所受的
重力G/N
提升
高度h/m
拉力F/N
繩端移動(dòng)的距離s/m
有用功W有用/J
總功
W總/J
機(jī)械
效率η
甲同學(xué)
1.0
0.1
0.5
0.3
乙同學(xué)
3.0
0.1
1.2
0.3
0.1
0.15
66.7%
0.3
0.36
83.3%
分析表中數(shù)據(jù)可知，甲、乙兩同學(xué)測(cè)得的滑輪組的機(jī)械效率不同的主要原因是所提升鉤碼的重力不同。
11. 有沒有機(jī)械效率為 100% 的機(jī)械？為什么？舉例說明，通過什么途徑可以提高機(jī)械效率。
沒有機(jī)械效率為100%的機(jī)械。因?yàn)槭褂萌魏螜C(jī)械做功時(shí)，必然要克服機(jī)械受到的重力、摩擦力等做額外功，即有用功一定小于總功，機(jī)械效率一定小于100%。
提高機(jī)械效率的主要辦法是改進(jìn)結(jié)構(gòu)使機(jī)械設(shè)備更合理、更輕巧，在使用中注意保養(yǎng)，做好潤(rùn)滑，如使用滑輪組提升重物時(shí)，盡量使用輕質(zhì)的動(dòng)滑輪和繩子，盡量減小滑輪和軸間的摩擦，這樣可以減小額外功；或者增大重物質(zhì)量，增大有用功，也可提高機(jī)械效率。
12. 有沒有機(jī)械效率為 100% 的機(jī)械？為什么？舉例說明，通過什么途徑可以提高機(jī)械效率。
13. 用一個(gè)動(dòng)滑輪在 5 s 內(nèi)將一個(gè)重 200 N 的物體向上勻速提起 3 m，拉力為 150 N。這個(gè)動(dòng)滑輪的機(jī)械效率是多少？拉力的功率是多少？
解：由題可知，n = 2，
則繩端移動(dòng)的距離 s = nh = 2×3 m = 6 m，
動(dòng)滑輪的機(jī)械效率
拉力的功率
第伍章節(jié)
課堂小結(jié)
課堂小結(jié)
機(jī)械效率
有用功和
額外功
W總= W有用+W額外
測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率
有用功跟總功的比值
原理：
機(jī)械效率
η=
W有用
W總
η=
W有用
W總
=
Gh
Fs
同一滑輪組，物重越大，機(jī)械效率越高
人教版物理八年級(jí)下冊(cè)
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