八年级物理下册12-3机械效率课件（新人教版）

第3节 机械效率 1.了解什么是有用功、额外功和总功。 2.理解什么是机械效率。 3.探究滑轮组机械效率跟哪些因素有关。 【新课导入】 想一想：你会采用哪种方法？ ② 人 做 功 ① 人 做 功 1.对沙子做功 2.对桶做功 3.克服自重做功 ③ 人 做 功 1.对沙子做功 2.对桶做功 3.对动滑轮做功 必须做的，对我们有用的功 不需要的，但又不得不做的功 ——有用功 ——额外功 4.克服摩擦做功 1.对沙子做功 2.对桶做功 3.克服摩擦做功 ④ 人 做 功 1.对沙子做功 2.对袋子做功 3.对动滑轮做功 4.克服摩擦做功 要提升沙，必须将 动滑轮和口袋也提 升，同时还要克服 摩擦做功。这些功 是对人们无用但又 不得不做的功： 额外功。 提升沙的目的是让 它有利用价值，对 沙做的功是对人们 有用的功：有用功。 有用功和额外 功之和等于总 功。 W有用=G沙h W总= W有用+ W额 W总=Fs 有用功、额外功、总功 一个人用水桶从井里打水,有用功是什么？额外 功是什么？ 若桶掉在水中,把装满水的桶捞起来,则有用功又 是什么？额外功又是什么？ 对水做的功为有用功，对桶做的功为额外功。 对桶做的功为有用功，对水做的功为额外功。 【想一想】 请分别计算出三种情况下有用功、额外功和总功分别是多少？ 请算出刚才的三种办法中有用功在总功中占的百分比。 机械效率 1.定义：有用功跟总功的比值叫机械效率。 2.表达式: 因为机械效率是两个功的比值，因此没有单位。 用 没有。因为有用功总小于总功，所以机械效率总小 于1。 1.有没有机械效率为100%的机械？为什么？ 2.怎样才能提高机械的效率？ 减少额外功 改进结构，使其合理、轻巧 经常保养、定时润滑 【想一想】 滑轮组：50%～70% 起重机：40%～50% 一些机械的机械效率 抽水机：60%～80% 柴油机： 28%～40% 一台起重机将重3 600 N的货物提高4 m。如果 额外功是9 600 J，起重机做的有用功是多少？总 功是多少？机械效率是多少？起重机在哪些方面 消耗了额外功？ 【算一算】 解:起重机提高物体的力等于物体的重力 F=G=3 600 N 起重机提升重物所做的有用功 W有用=Fh=Gh =3 600 N×4 m=14 400 J=1.44×104 J 起重机做的总功 W总=W有用+ W额=14 400 J+9 600 J=2.4×104 J 因此,起重机的机械效率 计算滑轮组的机械效率 提出问题 计算滑轮组的机械效率，可能要测量哪些物理量？ 影响因素有哪些？ 1.滑轮的绕法 2.提升重物的高度 3.滑轮的大小 4.…… 猜想与假设 设计实验 为得出滑轮组的机械效率，需要求出有用 功和总功，为此需要测出哪些物理量？每 个量怎样测量？ 滑轮组提高重物时: W有用＝G物h W总 ＝Fs s=nh 设计依据 测量器材 刻度尺、弹簧测力计 ①物重G ②物体上升高度h ③拉力F ④拉力移动的距离s 测量的物理量 用 进行实验 1.如图，把滑轮组和刻度尺安装好，从刻度尺读出钩码和 弹簧测力计 的位置；测出钩码G的值，并记录表中。 2.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。 3.分别算出有用功和总功、机械效率。记录结果。 4.再安装另一滑轮组，重复再做一次。 5.比较两次两种滑轮组有什么不同？机械效率的差异？ 测量 次数 F/ N s/ m G/ N h/m Fs /J Gh/ J η ① 2. 5 0. 2 4 0.1 5 4 ② 3 0. 3 5 0.1 5 0. 9 0.7 5 ③ 3. 5 0. 2 6 0.1 0. 7 0.6 收集证据 算一算：同一滑轮组在不同情况下的机械效率， 并填上表。 80% 83.3% 85.7% （1）同一滑轮组的机械效率不是固定不变的。 （2）滑轮组的机械效率随着被提升物体的重力 增大而变大。 分析与论证 如何提高机械效率 ？ 交流与评估 ▲改进机械的结构，减小机械自重 ▲减小机械间的摩擦力 影响滑轮组机械效率的因素 1、滑轮组轮与轴的摩擦 （减小摩擦可以减少额外功，提高机械效率） 2、所提升的物重 （物重增加，机械效率也提高） 3、动滑轮的重力 如何提高滑轮组的机械效率？ 1.通过减小动滑轮自重来减少额外功 3.通过增加提升物体的重力来增加有用功 2.通过减小机械间的摩擦力来减少额外功 思考：用甲乙两个滑轮组提升同 一物体，哪个机械效率高？ 1.有用功、额外功、总功 2.机械效率: 3.测量滑轮组的机械效率，分析影响因素 用 1.关于机械效率，以下说法正确的是（ ） A.机械效率可以大于等于1 B.单位时间内做功越多的机械，机械效率越高 C.做功越多的机械，机械效率越高 D.省力越多的机械，机械效率越高 D 2.某机械的机械效率是75%，这说明使用这一装置 做功（ ） A.总功是额外功的3倍 B.有用功是额外功的3倍 C.总功是有用功的3倍 D.额外功占总功的 B 3.为了提高滑轮组的机械效率，以下做法中正确的是 （ ） A.以较快的速度匀速提升重物 B.以较慢的速度匀速提升重物 C.增加承担物重的绳子股数 D.把滑轮做得更轻巧，减小滑轮在转动过程中的摩擦 D 4.（2015•重庆中考）如图所示，不计摩擦和 绳重，把一个重为20N的物体沿竖直方向在4s 内匀速提升2m，所用拉力F为12.5N。下列说法 中正确的是（ ） A．滑重7.5N B．4s内拉力F做功25J C．4s内拉力F的功率为6.25W D．滑组的机械效率为80% D 5.（2015·德阳中考）下列关于功、功率、机 械效率的说法正确的是（ ） A. 做功多的机器机械效率一定高 B. 功率小的机器做功慢 C. 机械效率高的机器功率一定大 D. 功率大的机器做功时间一定短 B 6.如图为我国拥有完全自主知识产权的一种越野车， 其越野性能公认已经超越了“悍马”，坦克能去的地 方它都能去，最大速度达100 km/h。当越野车匀速爬 上一高14 m，长20 m的陡坡时，机械效率为70%（g取 10 N/kg，汽车的质量按3650 kg计算）。求： （1）越野车受到的重力。 （2）越野车以最大速度行驶50 km所需的时间。 （3）越野车爬坡时的牵引力。 解：（1）汽车受到的重力：G=mg = 3650kg×10N/kg=3.65×104N （2）由v= 得越野车以最大速度行驶50 km 所需的时间是： t= = =0.5h （3）汽车爬坡时，设牵引力为F 由 得牵引力为: 答案：（1）3.65×104N （2）0.5h （3）3.65×104N 抓住今天，你就会前进一步；丢弃今天， 你就会停滞不动。