人教版（2024）八年级物理12.4机械效率 视频+课件+学案

12.4 机械效率学习目标1.能结合实例分析什么是有用功、额外功和总功;并能正确陈述它们之间的关系。2.能说出机械效率的含义，知道机械效率总小于1;能利用机械效率的公式进行简单的计算。3.通过实验探究找到影响滑轮组机械效率的主要因素;说出提高滑轮组机械效率的方法。使用杠杆、滑轮这些简单机械有的能够省力，有的能够省距离是否在省力的同时省距离，即是否也能省功呢？新课导入 功的原理结论：使用任何机械都不省功机械的三种功动力F对滑轮做功，是总功提升重物G是目的，有利用价值，是有用功要提升G，不得不克服滑轮重力和摩擦而额外做的功是额外功。知识点一、有用功、额外功、总功额外功不可避免的原因:①克服机械自重②克服机械摩擦想想议议 用水桶从井中提水的时候，所做的功哪部分是有用功，哪部部分是额外功?提_____做的功是有用功；提_____做的功是额外功。水桶如果桶掉到井里，从井里捞桶时，捞上来的桶里带了一些水所做的功哪部分是有用功，哪部部分是额外功?提___做的功是有用功；提___做的功是额外功。水桶竖直提升物体 W有＝Gh； 水平拉物体 W有＝fS物 W总＝FS（F：动力） W总＝ W有＋ W额 W=Pt比较做功的效率 情景分析要把重100N的大米运上三楼，图中三种方法，用哪种方法最好？比较做功的效率 对大米做功W有＝G米h有用功＝100N×6m＝600J对桶做功额外功W额1＝G桶h＝20N×6m＝120J克服自重做功W额2＝G人h＝400N×6m＝2400JW总＝W有+W额1+W额2＝600J+120J+2400J＝3120J额外功总功方法1 人走楼梯提大米做功情况比较做功的效率 对大米做功W有＝G米h有用功＝100N×6m＝600J对桶做功额外功W额1＝G桶h＝20N×6m＝120J克服动滑轮做功W额2＝G动h＝10N×6m＝60JW总＝W有+W额1+W额2＝600J+120J+60J＝780J额外功总功方法2 人用动滑轮和桶提大米做功情况比较做功的效率 对大米做功W有＝G米h有用功＝100N×6m＝600J对口袋做功额外功W额1＝G袋h＝5N×6m＝30J克服动滑轮做功W额2＝G动h＝10N×6m＝60JW总＝W有+W额1+W额2＝600J+30J+60J＝690J额外功总功方法3 人用动滑轮和口袋提大米做功情况比较做功的效率 三种情形对比有用功：W有＝G米h=100N×6m=600JW总＝3120JW额＝2520JW额＝720JW总＝780JW额＝90JW总＝690J机械效率 我们总希望有用功占总功的份额越大越好机械效率：有用功跟总功的比值叫机械效率 公式： 机械效率一般用百分数表示，没有单位 思考机械效率会大于１吗？为什么？有用功总小于总功，所以机械效率总小于1 离心式水泵60%－80%柴油机28%－37%起重机40%－50%汽油机 22%－27%知识点三 测滑轮组的机械效率1.实验原理：2.实验器材：弹簧测力计、刻度尺、钩码、滑轮、铁架台、细线。测量工具：弹簧测力计、刻度尺1.使用弹簧测力计应认清分度值，并观察指针是否对准零刻线，若不是应调零。使用弹簧测力计时，拉力方向需沿弹簧的轴线方向。3.在绕绳时应注意滑轮翻滚脱槽.2.实验时，应匀速竖直向上拉动弹簧测力计.注意事项实验步骤：照课本图，把滑轮组和刻度尺安装好，测出钩码G的值，并记录表中。匀速竖直拉动弹簧测力计，使钩码G上升，读出弹簧测力计所示拉力F的值 ，从刻度尺读出钩码升高的距离h和弹簧测力计移动的距离S，记录数据在表格中。分别算出有用功和总功、机械效率。记录结果。再安装另外的滑轮组，再重复上面的实验。测滑轮组的机械效率实验结论：1、用不同的滑轮组提升同一重物时，机 械效率 ，动滑轮多的做的 功多，机械效率 （填高或低） 2、用同一滑轮组提升不同重物时，机械效率 ，重物越重做的 功多，机械效率 （填高或低）。 3、滑轮组提升重物时，机械效率的高低与 、 、 有关；不同额外低有用高动滑轮重力绳子和滑轮间的摩擦力物体的重力不同与物体提升的高度、速度和绳子的绕法无关。推导：用滑轮组竖直提升物体补充：若不考虑绳重和摩擦时：一.求滑轮机械效率1.竖直V拉=nV 物n=1n=2n=3W总=F·SV拉=nV 物2.使用滑轮组时，拉力的计算：（3）实际拉力（1）理想滑轮（不计G动和摩擦）：（2）半理想滑轮（计G动不摩擦）：W总=F·S3.滑轮组水平拉动物体时:W有＝ f s物 W总 ＝ F s拉 S拉= ns物 v拉=nv物 探究 斜面的机械效率1.注意：①要匀速拉动物体②拉力应与斜面平行2.W有=G·hW总=F·SW额=f·S结论：①斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和粗糙程度有关，与物体重无关。②物体重和斜面的粗糙程度一定，斜面的倾斜程度越小，越省力，但效率越低。GhS=4h杠杆的机械效率杠杆的机械效率W有=G·hW总=F·S请你判断：下面说法中是否正确？1．有用功越多，机械效率越高（ ）2．额外功越少，机械效率越高（ ）3．物体做功越慢，机械效率越低（ ）4．做总功越多，机械效率越高（ ）5．做相同的有用功，额外功越少，机械效率越高（ ）6．做相同的总功时，有用功越多，机械效率越高（ ）7．机械效率越高，越省力（ ）√√×××××练习巩固巩固练习1、将一动滑轮改为定滑轮使用，这样一定是（ ）A. 节省了力B. 节省了功C. 提高了功率D. 提高了机械效率D　　2.在建筑工地上，工人用如图所示的滑轮组将重为220N的建材从地面匀速升到6m高处，所用拉力为125N，时间为20s．则该滑轮组的机械效率是_______，工人做功的功率是 W．巩固练习88%753、 用一动滑轮将重200N的砂子提到9m高的脚手架上，所用力是120N，求有用功、总功机械效率各是多少？解：巩固练习典型讲解例：某同学家新房装修时，在地面与窗台间放置一斜木板，将瓷砖沿木板从地面匀速拉上窗台.如图所示，已知窗台高3m，木板长5m，瓷砖重500N，沿斜面所用拉力400N，则斜面的机械效率是 ．∵G=500N，h=3m，∴做的有用功为：W有用=Gh=500N×3m=1500J，又∵s=5m，F=400N，∴拉力做的总功为：W总=Fs=400N×5m=2000J．则斜面的机械效率为：η= = =75%．课堂小结有用功、额外功、总功三者关系： W总＝ W有＋ W额斜面的机械效率：η=W有/W总= Gh/ FL 有用功跟总功的比值叫机械效率 、斜面的机械效率拓展延伸W有 = W总 = GhFl.注意：①要匀速拉动物体②拉力应与斜面平行测斜面的机械效率祝同学们学习进步！