初中物理沪科版（2024）八年级全册（2024）机械效率精品教学ppt课件

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1.知道机械效率，能认识有用功和总功；2.知道机械效率总是小于１００％，能认识提高机械效率的意义和途径；
知道有用功小于总功，具有减少额外功、提高机械效率的意识。
看一看 想一想 生活中我们常会强调提高效率，如学习效率、工作效率等，你知道它们的含义吗？
利用机械帮助我们完成某项任务，也会涉及效率问题。那么，机械做功与效率有怎样的关系呢？
本节我们将学习有关内容。
一 有用功、额外功和总功 看一看 想一想： 使用动滑轮提升物体做的功与不使用滑轮直接提升物体做的功相同吗？ 下面，我们通过实验来探究这个问题。
一 有用功、额外功和总功 1.实验：探究使用机械是否省功 （1）实验器材：弹簧测力计、钩码、动滑轮、细线、支架等。 （2）实验装置图：弹簧测力计、钩码、动滑轮、细线、支架等。
一 有用功、额外功和总功 1.实验：探究使用机械是否省功 （3）实验方法： A.直接用弹簧测力计将钩码匀速提升一定高度。 B.借助一个动滑轮用弹簧测力计将同样的钩码匀速提升相同高度。 C.比较两次拉力所做的功，你发现了什么？你能找出其中的原因吗？
一 有用功、额外功和总功 1.实验：探究使用机械是否省功 （4）实验表格：
一 有用功、额外功和总功 1.实验：探究使用机械是否省功 （5）分析论证： 由实验可知，借助动滑轮所用的拉力做的功要多一些。使用机械做功时，尽管它能给我们带来便利，但是，由于机械本身的自重以及摩擦等因素的影响，需要额外多做一些功。 结论：使用动滑轮提升重物不省功。
一 有用功、额外功和总功 2.有用功、额外功和总功： （1）有用功：不用机械，直接用手克服钩码的重力做的功为有用功W有。 （2）额外功：克服滑轮的重力及摩擦力等做的功，叫作额外功W额。 （3）总功：弹簧测力计的拉力所做的功为总功。总功等于有用功与额外功之 和 ，即： W总= W有+ W额。 从总功中减去额外功，是对我们有用的功，即有用功。因此，动力对机械所做的功总是大于机械所做的有用功。
一 有用功、额外功和总功 2.有用功、额外功和总功： 牛刀小试： ●水桶从井中提水的时候，所做的功哪部分是有用功，哪部分是额外功？ 提水所做的功是有用功；提水桶所做的功是额外功。 ●反之，从井里捞桶的时候，捞上的桶里带了一些水，这种情况下哪部分是有用功，哪部分是额外功？ 提水桶所做的功是有用功；提水所做的功是额外功。
一 有用功、额外功和总功 2.有用功、额外功和总功： 牛刀小试：如图请算出下列三种情况的有用功、额外功和总功分别是多少？
一 有用功、额外功和总功 2.有用功、额外功和总功： 三种情况的有用功都是：W有=G沙h=100N×6m=600J; 情况1做的额外功：W额=（G桶+G人）h=420N×6m=2520J; 情况2做的额外功：W额=（G桶+G动）h=30N×6m=180J; 情况3做的额外功：W额=（G桶+G袋）h=15N×6m=90J; 情况1做的总功：W总=W有+W额=3120J; 情况2做的总功：W总=W有+W额=780J; 情况3做的总功：W总=W有+W额=690J;
一 有用功、额外功和总功 2.有用功、额外功和总功： 请算出三种办法中有用功在总功中占的百分比分别是多少？并且判定哪种办法做功的效果更好些？ 情况1：W有/W总=600J/3120J=19%; 情况2：W有/W总=600J/3120J=77%; 情况3：W有/W总=600J/3120J=87%; 第3种办法做功的效果更好些，因为它的有用功占总功的百分比比较大。
二 机械效率的大小 1.机械效率： 在使用机械工作时，有用功在总功中所占份额越多越好。它反映了机械的一种性能，物理学中表示为机械效率。 （1）概念： 我们把有用功和总功之比叫做机械效率，机械效率通常用百分率表示。 （2）物理意义： 反映机械性能优劣的物理量。
二 机械效率的大小 1.机械效率： （3）公式：
二 机械效率的大小 1.机械效率： （4）对机械效率的理解： ●使用任何机械时，都不可避免地要做额外功，有用功总是小于总功。因此，机械效率总小于100%。 ●机械效率是机械性能的重要标志, 机械效率越高, 机械的性能越好。 ●机械效率不是固定不变的，同一机械在不同任务中，机械效率通常不同。 ●机械效率高低与是否省力，功率、做功多少无关，只表示有用功在总功中占的比例。
二 机械效率的大小 1.机械效率： （4）对机械效率的理解：
喷气发动机50～60%
二 机械效率的大小 1.机械效率： （5）常见的机械效率： 如起重机的机械效率一般为40% ～ 50%，皮带传动的机械效率一般为90% ～ 98%等。
二 机械效率的大小 2.机械效率的应用： （1）例题：如图11-31所示，工人用滑轮将45 kg建筑材料沿竖直方向匀速提升3 m，所用的拉力为250 N。此滑轮的机械效率是多少？（g取10 N/kg）。
二 机械效率的大小 2.机械效率的应用： （1）例题：分析 工人用滑轮提升建筑材料的过程中，有用功是不用滑轮直接把物体提升3 m做的功；总功是拉力做的功，两者的比即为机械效率。解 ：由题意，建筑材料的质量m = 45 kg，建筑材料提升的高度 h = 3 m，拉力F = 250 N，工人用手拉起的实际绳长： s = 2h = 6 m。滑轮做的有用功为：W有 = Gh = mgh = 45 kg×10 N/kg×3 m = 1 350 J拉力做的总功为：W总 = Fs = 250 N×6 m = 1 500 J
二 机械效率的大小 2.机械效率的应用： （1）例题：解 ：此滑轮的机械效率为： η=W有/W总×100%=1350J/1500J×100%=90% 讨论 ：此如果用上述滑轮匀速提起30 kg的物体，那么机械效率还是90%吗？同一机械的机械效率是否会发生变化？为什么？
二 机械效率的大小 2.机械效率的应用：
二 机械效率的大小 2.机械效率的应用： （2）提高机械效率的方法： ●在机械承受的范围内，尽可能增加被提升物体的重力； ●改进机械结构，使其更合理、更轻巧； ●机械自身部件的摩擦。 （3）提高机械效率的意义： 可以节能减排、绿色环保、提高经济效益。
①有用功：直接用手做的功为有用功W有.②额外功：克服滑轮的重力及摩擦力等做的功，叫作额外功W额.③总功：拉力所做的功为总功。总功等于有用功与额外功之 和 ，即：W总= W有+ W额.①定义：有用功和总功之比叫做机械效率.②意义：反映机械性能优劣的物理量.③公式： η=W有/W总×100%.④理解：机械效率总小于100%.①方法：增加被提升物体的重力、减轻机械自身重力、减小摩擦.②意义：可以节能减排、绿色环保、提高经济效益.
【例题1】建筑工人用如图所示的装置把重400N的物体匀速提升3m，手所用的拉力为300N，则该工人所做的有用功为 J，总功为 J，该滑轮组的机械效率是 。
【解析】[1]工人所做的有用功为W有=Gh=400N×3m=1200J[2]由图可知滑轮组的动滑轮绕绳子的段数n=2，绳子拉下的长度为s=nh=2×3m=6m则拉力做的总功为W总=Fs=300N×6m=1800J[3]该滑轮组的机械效率：
【例题2】今年我市各县区蔬菜大棚喜获丰收，菜农忙着择菜、装筐、装车。菜农在地面与车厢间放置一斜木板，如图所示。将重为450N的菜筐，沿长s为3m、高h为1m的木板20S内匀速拉上车厢，所用拉力200N，菜农使用木板制成斜面是为了省 （选填“力”或“功”），将菜筐拉上车厢的过程中，克服菜筐受到的摩擦力所做的功为 （选填“有用功”或“额外功”），斜面的机械效率为 ，菜农拉力做功的功率是 W。
【解析】[1][2]由功的原理可知使用任何机械都不省功，使用斜面可以省力，将菜筐拉上车厢的过程中，克服菜筐受到的摩擦力所做的功为额外功。[3]使用斜面做的有用功使用斜面做的总功为斜面的机械效率为[4]菜农拉力做功的功率是
【例题3】如图甲是《天工开物》中记载的我国古代提水器具——桔槔，它利用了杠杆原理。在前端悬挂水桶，末端悬挂重物，水桶打满水后，在末端重物拉力的作用下，便能轻易把水提拉至所需的高度。图乙是桔槔的原理图，若AB为轻质杠杆，其中AO=2OB，重物重为G1，某次提升水的重力为G0，则此次利用桔槔提水过程的机械效率η= （用所给字母表示）。
【解析】用杠杆向上提水，对水做的功为有用功，对重物做的功为总功，假设水上升的高度为h，则有用功W有=G0h总功为W总=G1h′根据数学知识知道则机械效率
【例题4】某同学总结了机械的几条“规律”，其中总结正确的是（　　）A．克服摩擦力做的功一定是额外功B．机械效率大的机械，做的有用功一定越多C．使用任何机械都一定不能省功D．机械的功率越大，机械效率也一定越大。
【解析】A．在传送带上，靠的是摩擦力前进，此时摩擦力做功就是有用功，故A错误；B．机械效率大的机械，做的有用功的占比比较大，由于总功未知，故有用功的大小未知，故B错误；C．任何机械都不省功，都不可能避免的需要做额外功，故C正确；D．机械的功率越大，指的是做功越快，而机械效率大，指的是有用功的占比，这两个是不同的概念，不能等同，故D错误。故选C。。
【例题5】图甲，A、B是两个完全相同的物体，分别将A、B两物体拉到斜面顶端，对物体做功情况如图乙所示，拉动A和B到斜面顶端时斜面的机械效率分别用ηA、ηB表示，则下列判断正确的是（　　）A．拉动A和B到斜面顶端时ηA>ηBB．拉动B到斜面顶端时ηB=80%C．对A做的有用功小于额外功D．对B做的总功等于有用功。
【解析】由图可知，A做的有用功WA有用=WA总-WA额外=3J-1J=2JA、B两物体的重力相同，移动的高度也相同，所以A、B两物体做的有用功也相同，即WB有用=WA有用=2J则右侧斜面机械效率则左侧斜面机械效率故ACD错误，B正确；故选B。。
【例题6】如图所示，用两个滑轮组（每个滑轮重相同）提升同一重物A，均使物体A在10s内升高1m，拉力如图所示，不计绳重与摩擦，下列说法正确的是（   ）A．物体重18NB．拉力比做的功多C．拉力比做的额外功多D．两个滑轮组的机械效率相同。
【解析】A．不计绳重与摩擦，给出的均为甲乙两装置中绳末端的拉力，无法求出物体的重力，故A错误；BC．用两个滑轮组（每个滑轮重相同）提升同一重物A，不计绳重与摩擦，则该过程中做的有用功和额外功相同，拉力做的总功也相同。故BC错误；D．由于甲乙两装置中有用功和额外功相同，则总功相同，根据 可知，机械效率相同，故D正确。
【例题7】如图所示，在水平面上的物体重200N，与水平面的滑动摩擦力的大小是48N，当用图示装置水平匀速拉动物体时，F=20N。若绳子自由端移动的速度为0.6m/s，则（　　）A．滑轮组的机械效率是80%；B．绳子与滑轮间的摩擦力大小是4NC．物体的速度大小是5m/s；D．动滑轮重4N。
【解析】A．由图知道，滑轮组的有效绳子段数n=3，则滑轮组的机械效率故A符合题意；BD．克服绳子与滑轮间摩擦及动滑轮重等所做功是额外功，而题目所给条件无法计算有用功、总功大小，也无法直接计算额外功大小，则无法计算出绳子与滑轮间摩擦力以及动滑轮重，故BD不符合题意；C．由题可知，拉力端移动速度等于物体移动速度的3倍，则物体的速度故C不符合题意。