2020春八年级物理下册第十二章第3节机械效率课件（新人教版）

第十二章 简单机械 第3节 机械效率 我国许多地方原来都没有 自来水,人们为了食用水,要从 井中打水。如图所示,在这个从 井中提水上来的过程中,人对哪 些物体做了功?这些功都是人们 希望做的吗?对谁做的功才是有用的呢? 2. 能设计实验，测定某种简单机械的机械效率； 知道提高机械效率的实际意义和方法，有合理 改进机械、提高机械效率的意识。 1. 能结合实例认识有用功、额外功和总功；理解机 械效率的概念，知道机械效率小于1及没有单位的原 因，会利用公式η= 进行相关的计算。 知识点 1 有用功和额外功 • 对砂子做功 • 对空桶做功 • 克服自身重力做功 并不需要做但又不 得不做的功 对人们有用必须做的功 3m 3m 他的目的是： 把沙子运上三楼 用水桶提沙子上楼 有用功 额外功 1. 有用功（W有）：为了达到工作目的，必须做的功。 2. 额外功（W额）：为了达到工作目的，并非我们 所需要但又不得不做的功。 3. 总功（W总）：动力所做的所有功。 即有用功与额外功的总和。 W总 = W有 + W额 用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。 如果桶掉到井里，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。 想一想 ss hh 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：使用动滑轮是否省功？ 使用动滑轮提升物体时，要克服 动滑轮重力、绳子重及摩擦力等 做功。 额外功 F G ss hh W有用=G物·h W总=F·s W额外=G动·h （不计绳重和摩擦） Fss 绳绳 ss物物 f W有用=f·s物 W总=F·s绳 利用滑轮组做功 hh ll f F G N W有用=G·h W总=F·l W额外=f·l 不做功 利用斜面做功 知识点 2 机械效率 在使用机械工作时，有用功在总功中所占的比例越多越好。 它反映了机械的一种性能，物理学中表示为机械效率。 定义：有用功跟总功的比值。 公式： 使用任何机械都不可避免地要做额外功，有用功总是小于总 功，所以机械效率总是小于1的。机械效率通常用百分比表示。 忽略绳重与摩擦的影响，则机械效率： 滑轮组的机械效率在数值上等于物重与总重的比值。 滑轮组机械效率的讨论 同一滑轮组，提升的物体越重，机械效率就越高。 提升相同的重物，所用动滑轮越轻，机械效率就越高。 探究实验：测量滑轮组的机械效率 F 【实验原理】 【实验器材】 弹簧测力计、刻度尺、铁架台、滑轮、 细线、钩码 绳端的拉力F、___________、 _________________和___________________________。 物体重G 物体上升距离h 绳自由端移动距离s 【需要直接测量的物理量】 实验时拉力的方向 应尽量_____________，且应在 钩码____________的过程中读 取拉力的大小。 竖直向上 匀速移动 注意事项： 实验过程 G/N h/m F/N s/m W有/J W总/J η 1 2 3 F 实验1 保持动滑轮重一定，改变钩码重力 结论：动滑轮重一定，物重越大，机械效率越高。 G/N h/m F/N s/m W有/J W总/J η 1 2 实验2 保持钩码重力一定，改变动滑轮重。 结论：物重一定，动滑轮越重，机械效率低。 FF 探究：影响斜面机械效率的因素 实验时沿斜面匀速拉 动木块，并在拉动中 读出拉力的大小。 实验 次数 斜面 倾斜 程度 斜面 材料 木块 重力 G/N 斜面 高度 h/m 有用 功W有 /J 拉力 F/N 斜面 长度 s/m 总功 W总/J 机械 效率 1 较缓 木板 1 0.1 0.1 0.2 0.7 0.14 71.4% 2 较陡 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% 实验数据 斜面的机械效率与 1. 斜面的粗糙程度有关：同一斜面，拉同一物体，斜面越粗糙， 拉力越大，效率越低。 2. 斜面的倾斜程度有关：粗糙程度相同，拉同一物体，斜面越 陡（倾角越大），拉力越大，效率越高。 结 论 例1（2019•福建）工人用如图的机械将物体匀速提升到某一高度， 若物体的重力与滑轮的重力之比G物∶G滑轮=9∶1，忽略绳重与摩擦 的影响，则机械效率为 （  ） A．10% B ．45% C．80% D ．90% D 连 接 中 考 例2 （2019•荆门）如图用同一滑轮组分别将两个不同的物体A和 B匀速提升相同的高度，不计绳重和摩擦的影响，提升A的过程滑 轮组的机械效率较大，则下列判断正确的是（  ） ①A物体比B物体轻 ②提升A的拉力较大 ③提升A所做的额外功较少 ④提升A做的有用功较多 A．只有①③ B．只有②④ C．只有②③ D．只有①④ A更重 B 提升A的拉力较大 提升A做的 有用功较多 连 接 中 考 A1. 关于机械效率，以下说法正确的是（ ） D. 省力越多的机械，机械效率越高 C. 做功越多的机械，机械效率越高 B. 单位时间里做功越多的机械，机械效率越高 A. 机械效率总小于1 基 础 巩 固 题 2.某机械的机械效率是75% ，这说明使用这一装置做功 ( ) D. 额外功占总功的3/4 C. 总功是有用功的3倍 B. 有用功是额外功的3倍 A. 总功是额外功的3倍 B 基 础 巩 固 题 3. 如图所示，用同一滑轮组分别将物体A和物体B匀速提升相同 的高度，与提升B相比，提升A的过程滑轮组的机械效率较大， 若不计绳重与摩擦的影响，则提升A的过 程 (  ) A. 额外功较小 B. 额外功较大 C. 总功较小 D. 总功较大 D 基 础 巩 固 题 4. 如图所示，利用轻质滑轮组匀速拉动水平地面上重为300 N的 物体，拉力F的大小为30 N。若物体和地面之间的摩擦力大小 为45 N，则A处的拉力大小和滑轮组的机械效率分别为 (  ) A. 45 N、50%   B. 45 N、75% C. 60 N、50%   D. 60 N、75% B f=45N 基 础 巩 固 题 如图所示，在水平路面上行驶的汽车通过滑轮组拉着重G=9×104N 的货物A沿斜面向上匀速运动。货物A的速度为v=2m/s，经过t=10s ，货物A竖直升高h=10m。已知汽车对绳的拉力F的功率P=120kW ，不计绳、滑轮的质量和摩擦，求： （1）t时间内汽车对绳的拉力所做的功； （2）汽车对绳的拉力大小； （3）斜面的机械效率。 能 力 提 升 题 解：（1）t时间内汽车对绳的拉力所做的功： W=Pt=1.2×105W×10s= 1.2×106J； （2）由图知，n=3，拉力端移动速度：v=3v物=3×2m/s=6m/s， 由P=Fv可得汽车对绳的拉力大小： （3）不计绳、滑轮的质量和摩擦，滑轮组对重物做的功等于汽车 对绳的拉力所做的功，即W总=1.2×106J： 斜面的机械效率：