資源簡介

(共22張PPT)
八年級物理下冊 人教版（2024新版）
第十二章 簡單機械
2025
第4節 機械效率
利用機械幫助我們工作，會給我們帶來極大的方便。有的機械可以省力，有的機械可以省距離。利用滑輪組提升重物，繩端拉力所做的功與滑輪組對重物所做的功相同嗎
問題
導入
研究使用動滑輪是否省功
使用動滑輪是否省功？
W1=F1h
=2N×0.1m
=0.2J
W2=F2s
=1.2N×0.2m
=0.24J
使用動滑輪不能省功
使用動滑輪是否省功？
事實上，使用任何機械都不能省功。
一、有用功和額外功
1、有用功
為達到我們的工作目的對物體所做的功叫做有用功。
（對目標物體的拉力做的功叫做有用功。）
在第二次實驗中，將鉤碼提升一定的高度是我們的工作目的，動滑輪對鉤碼的拉力所做的功叫作有用功。
W有
一、有用功和額外功
2、額外功
使用機械完成某項任務時，還不可比避免地要克服機械自身的重力以及摩擦力等的影響而多做一些功，這部分功叫做額外功。
（對非目標物體的拉力做的功叫做額外功。）
在第二次實驗中，對動滑輪做的功以及克服摩擦力做的功叫作額外功。
W額
一、有用功和額外功
3、總功
有用功與額外功之和叫做總功。
對繩子的拉力做的功叫做總功。
W總=W有+W額
二、機械效率
1、機械效率
物理學中，將有用功跟總功的比值叫作機械效率。
（1）定義：
（2）符號：
（yita）
（3）公式：
注：機械效率一般用百分數表示，沒有單位。
二、機械效率
思考：機械效率的取值范圍？
1、機械效率
二、機械效率
需要測量哪些物理量？
測量滑輪組的機械效率
實驗原理
設計實驗
用什么測量工具？
彈簧測力計
刻度尺
鉤碼重力G
鉤碼移動的距離h
繩子自由端受到的拉力F
繩子自由端移動的距離s
二、機械效率
測出鉤碼所受重力，再按圖所示組裝滑輪組。記下鉤碼和繩端的位置。
勻速拉動彈簧測力計，讀出拉力F 的值，并用刻度尺測出鉤碼移動的距離h與繩子移動的距離s。
計算滑輪組的機械效率。
測量滑輪組的機械效率
進行實驗
二、機械效率
測量滑輪組的機械效率
二、機械效率
物重G/N 物體移動 距離h/m 有用功W有用 拉力F/N 繩子移動距離s/m 總功W總 效率η
1 0.044 0.044 0.45 0.131 0.059 74.6%
1.5 0.055 0.0825 0.65 0.164 0.107 77.4%
2 0.035 0.07 0.8 0.11 0.088 79.5%
實驗記錄
測量滑輪組的機械效率
使用同一滑輪組提升不同的重物，滑輪組的機械效率不同。增加物重，機械效率會提高。
結論
二、機械效率
動滑輪重力
思考：你覺得還有哪些因素會影響滑輪組的機械效率呢？如何提高滑輪組的機械效率？
摩擦
交流與討論
減小動滑輪重力可以減少額外功，機械效率提高
繩重
減小輪與軸以及繩與輪之間的摩擦可以減少額外功，提高機械效率
減小繩重可以減少額外功，提高機械效率
二、機械效率
起重機把質量為0.5 t的重物勻速提升了3 m，而它的電動機所做的功是3.4×104 J，起重機的效率是多少？（g取10 N/kg）
例題
1、一臺起重機將重3600N的貨物勻速提高4m，起重機做的有用功是多少？如果額外功是9600J，總功是多少？機械效率是多少？起重機所做的額外功是由哪些因素引起的？
課堂練習
2、某人用如圖所示的滑輪組提升2000N的重物，使用的拉力是1200N，繩子自由端被拉下4m。求：
（1）人做的總功；
（2）做的有用功；
（3）滑輪組的機械效率。
課堂練習
3、如圖所示的滑輪組，工人用200N豎直向上的拉力F，將物體勻速提高2m，所用時間為6s，若此時滑輪組機械效率為80%，不計繩重和摩擦。求：
（3）繩子自由端移動的速度
（6）拉力做功的功率
（5）工人所做的有用功
（1）物體移動的速度；
（2）繩子自由端移動的距離
（4）拉力做的總功
（7）物體的重力
（8）物體的質量
（9）使用機械做的額外功
（10）動滑輪的重力
（11）動滑輪的質量
課堂練習
4、如圖所示的滑輪組，動滑輪重3N，物體A在5s內被勻速提升0.5m的過程中，繩的拉力均沿豎直方向，滑輪組的機械效率為90%，不計繩重和摩擦，根據以上信息，你能計算哪些物理量？
課堂練習
下 課
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