优质课堂八年级物理下册 第十二章 简单机械 第3节 机械效率课件 （新版）新人教版

第第3 3节节 机械效率机械效率第第3 3节节 机械效率机械效率第第3 3节节 机械效率机械效率自 主 学 习问题导学问题导学 图图1231新知梳理新知梳理 一一 有用功、额外功和总功有用功、额外功和总功有用功人们为了达到某种目的而必须要做的功，叫做有有用功人们为了达到某种目的而必须要做的功，叫做有用功，记作用功，记作W W有有。额外功完成某项任务时，不需要但又不得不做的功，叫额外功完成某项任务时，不需要但又不得不做的功，叫做额外功，记作做额外功，记作W W额额。总功总功_和和_之和是总共做的功，叫做之和是总共做的功，叫做总功，记作总功，记作W W总总。第第3 3节节 机械效率机械效率有用功有用功额外功额外功 点拨点拨 使用机械时，人们所做的功都不会少于不用机械使用机械时，人们所做的功都不会少于不用机械时所做的功，也就是使用任何机械都不省功。时所做的功，也就是使用任何机械都不省功。 注意注意 使用机械要省力就必须费距离，要省距离就必须使用机械要省力就必须费距离，要省距离就必须费力，既省力又省距离的机械是不存在的。费力，既省力又省距离的机械是不存在的。 第第3 3节节 机械效率机械效率二二 机械效率机械效率定义物理学中，将有用功跟总功的定义物理学中，将有用功跟总功的_叫做机械效叫做机械效率。率。公式公式_。大小机械效率是一个大小机械效率是一个_，常用百分数表示。使用，常用百分数表示。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，因任何机械都不可避免地要做额外功，有用功总是小于总功，因此，机械效率总是此，机械效率总是_1_1。提高方法提高方法(1)(1)有用功一定时，减小有用功一定时，减小_。(2)(2)额外功一定时，增大额外功一定时，增大_。第第3 3节节 机械效率机械效率比值比值比值比值小于小于额外功额外功有用功有用功三三 实验：测量滑轮组的机械效率实验：测量滑轮组的机械效率第第3 3节节 机械效率机械效率原理原理器材器材除钩码、铁架台、滑轮、细线外，还需除钩码、铁架台、滑轮、细线外，还需_、_测量的物理量测量的物理量钩码重钩码重G G、钩码被提升的高度、钩码被提升的高度h h、拉力、拉力F F、绳的自由、绳的自由端移动的距离端移动的距离s s注意事项注意事项必须必须_竖直拉动弹簧测力计使钩码升高，竖直拉动弹簧测力计使钩码升高，以保证测力计示数大小不变以保证测力计示数大小不变影响因素影响因素动滑轮越重，个数越多，则额外功就越多，机动滑轮越重，个数越多，则额外功就越多，机械效率越低；械效率越低；提升的重物越重，做的有用功就越提升的重物越重，做的有用功就越多，机械效率越高；多，机械效率越高；机械摩擦越大，做的额外功机械摩擦越大，做的额外功就越多，机械效率越低；就越多，机械效率越低；绳子越重，额外功就越绳子越重，额外功就越多，机械效率越低多，机械效率越低刻度尺刻度尺弹簧测力计弹簧测力计匀速匀速 类型一使用动滑轮不省功类型一使用动滑轮不省功第第3 3节节 机械效率机械效率例例1 1 如图如图12123 32 2所示是研究所示是研究“使用动滑轮是否省功使用动滑轮是否省功”的的实验装置实验装置( (不考虑绳子、滑轮重和摩擦不考虑绳子、滑轮重和摩擦) )，下列判断中不正确，下列判断中不正确的是的是( () )A AhshGFGC CFsFsGhGhD DW W有有W W总总B B 互 动 探 究图图12123 32 2 第第3 3节节 机械效率机械效率规律总结规律总结 使用动滑轮不省功。动滑轮的实质是动力臂为阻力使用动滑轮不省功。动滑轮的实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，省一半的力，肯定会费一倍的距离。由功的公臂二倍的杠杆，省一半的力，肯定会费一倍的距离。由功的公式式WFs可知，力和距离的乘积是不变的，所以不能省功。可知，力和距离的乘积是不变的，所以不能省功。第第3 3节节 机械效率机械效率 类型二机械效率类型二机械效率例例2 2 用一个动滑轮提升物体，在此过程中，有用功、总功用一个动滑轮提升物体，在此过程中，有用功、总功和机械效率分别如下，其中可能正确的是和机械效率分别如下，其中可能正确的是( () )A A500 500 J J，300 300 J J，16.7%16.7%B B300 J300 J，500 J500 J，83.3%83.3%C C500 J500 J，600 J600 J，83.3%83.3%D D600 J600 J，800 J800 J，120%120%C C第第3 3节节 机械效率机械效率例例3 3 如图如图12123 33 3所示，用滑轮组拉着一木块所示，用滑轮组拉着一木块P P沿水平面沿水平面以以0.5 m/s0.5 m/s的速度匀速向右运动，此时弹簧测力计的读数为的速度匀速向右运动，此时弹簧测力计的读数为4 4 N N，若每只滑轮重为，若每只滑轮重为1 N1 N，绳与滑轮间的摩擦不计，则该滑轮，绳与滑轮间的摩擦不计，则该滑轮组的机械效率是组的机械效率是_，在，在2 s2 s内拉力内拉力F F做的功为做的功为_J_J。 图图12123 33 35 580%80%第第3 3节节 机械效率机械效率第第3 3节节 机械效率机械效率例例4 4 20152015陕西中考陕西中考 如图如图12123 34 4甲所示，工人沿斜面甲所示，工人沿斜面把一箱货物从底端拉进车厢。货物移动的距离把一箱货物从底端拉进车厢。货物移动的距离s s与时间与时间t t的关的关系如图乙所示。在此期间，工人拉这箱货物沿斜面匀速运动系如图乙所示。在此期间，工人拉这箱货物沿斜面匀速运动时的拉力为时的拉力为594 N594 N。此斜面长为。此斜面长为5 m5 m，高为，高为1 m1 m，这箱货物重为，这箱货物重为1500 N1500 N。 图图12123 34 4第第3 3节节 机械效率机械效率(1)0(1)05 s5 s内，这箱货物处于内，这箱货物处于_状态，工人所做的功状态，工人所做的功为为_J_J。(2)5(2)530 s30 s内，这箱货物运动的速度是多少？拉力做功的内，这箱货物运动的速度是多少？拉力做功的功率是多大？功率是多大？(3)(3)该斜面的机械效率是多少？该斜面的机械效率是多少？静止静止0 0(2)0.2 m/s(2)0.2 m/s118.8 W118.8 W(3)50.5% (3)50.5% 第第3 3节节 机械效率机械效率第第3 3节节 机械效率机械效率 类型三如何测量滑轮组的机械效率类型三如何测量滑轮组的机械效率例例4 4 小明在小明在“测量滑轮组机械效率测量滑轮组机械效率”的实验中，所用装置的实验中，所用装置如图如图12123 35 5所示，实验中每个钩码重所示，实验中每个钩码重2 2 N N，测得的数据如下，测得的数据如下表：表： 图图12123 35 5第第3 3节节 机械效率机械效率物物理理 量量实验实验次数次数 钩码总钩码总重重G/G/N N钩码上钩码上升的高升的高度度h/h/m m测力计测力计示示数数F/F/N N测力计测力计移动距移动距离离s/s/m m机械机械效率效率/%/%1 14 40.10.11.81.80.30.32 26 60.10.12.42.40.30.383833 34 40.10.11.41.40.50.557574 44 40.20.21.41.41.01.05757第第3 3节节 机械效率机械效率(1)(1)在实验中，测绳端拉力在实验中，测绳端拉力F F 时，应尽量竖直向上时，应尽量竖直向上_拉拉动弹簧测力计，且在拉动过程中读数。动弹簧测力计，且在拉动过程中读数。(2)(2)第第1 1次实验测得的机械效率为次实验测得的机械效率为_。( (结果保留两位结果保留两位有效数字有效数字) )(3)(3)分析表中数据可知：第分析表中数据可知：第2 2次实验是用次实验是用_图做的；第图做的；第4 4次次实验是用实验是用_图做的。图做的。( (均选填均选填“a a”“”“b b”或或“c c”)”)匀速匀速74%74%b bc c第第3 3节节 机械效率机械效率(4)(4)分析第分析第1 1、2 2次实验数据可知：使用同一滑轮组，次实验数据可知：使用同一滑轮组，_可以提高滑轮组的机械效率；可以提高滑轮组的机械效率；分析第分析第1 1、3 3次实验数据可知：使用不同的滑轮组，提升相同次实验数据可知：使用不同的滑轮组，提升相同的重物，动滑轮个数越多的重物，动滑轮个数越多( (即动滑轮总重越重即动滑轮总重越重) )，滑轮组的机，滑轮组的机械效率械效率_。(5)(5)分析第分析第3 3、4 4次实验数据可知，滑轮组的机械效率与物体次实验数据可知，滑轮组的机械效率与物体被提升的高度被提升的高度_。增大被提升物体的重力增大被提升物体的重力越低越低无关无关第第3 3节节 机械效率机械效率第第3 3节节 机械效率机械效率(4)(4)分析第分析第1 1、2 2次实验，两次所用滑轮组相同，但第次实验，两次所用滑轮组相同，但第2 2次物次物重大于第重大于第1 1次物重，机械效率也大于第次物重，机械效率也大于第1 1次的机械效率，所以次的机械效率，所以可得出：使用同一滑轮组，增大物重可以提高滑轮组的机械可得出：使用同一滑轮组，增大物重可以提高滑轮组的机械效率；分析第效率；分析第1 1、3 3次实验，两次提升物体的重力相同，第次实验，两次提升物体的重力相同，第3 3次次实验的动滑轮较重，而机械效率较低，所以可得出：使用不实验的动滑轮较重，而机械效率较低，所以可得出：使用不同的滑轮组，提升相同的重物，动滑轮个数越多同的滑轮组，提升相同的重物，动滑轮个数越多( (即动滑轮总即动滑轮总重越重重越重) )，滑轮组的机械效率越低。，滑轮组的机械效率越低。(5)(5)第第3 3、4 4次实验只是改变了物体被提升的高度，机械效率次实验只是改变了物体被提升的高度，机械效率没变，所以可得出：滑轮组的机械效率与物体被提升的高度没变，所以可得出：滑轮组的机械效率与物体被提升的高度无关。无关。第第3 3节节 机械效率机械效率 规律总结规律总结 滑轮组的机械效率与机械摩擦、动滑轮重及被滑轮组的机械效率与机械摩擦、动滑轮重及被提升的物重等因素有关，而与重物上升的高度、提升速度无提升的物重等因素有关，而与重物上升的高度、提升速度无关。同一滑轮组，提升的物重不同，其机械效率会改变。关。同一滑轮组，提升的物重不同，其机械效率会改变。课 堂 小 结第第3 3节节 机械效率机械效率当 堂 检 测 知识点知识点1 1有用功、额外功和总功有用功、额外功和总功 第第3 3节节 机械效率机械效率1 1李玲同学值日时用水桶提水从一楼上到三楼，她做的有李玲同学值日时用水桶提水从一楼上到三楼，她做的有用功是用功是 ( () )A A对桶所做的功对桶所做的功B B对水所做的功对水所做的功C C对水和桶所做的功对水和桶所做的功D D对水、桶和人所做的功对水、桶和人所做的功B B 知识点知识点2 2机械效率及其计算机械效率及其计算第第3 3节节 机械效率机械效率2 2用一个动滑轮提升重物时，做的额外功为用一个动滑轮提升重物时，做的额外功为240 J240 J，若滑轮，若滑轮的机械效率是的机械效率是60%60%，则做的有用功为，则做的有用功为( () )A A600 J600 JB B400 J400 JC C360 J D360 J D160 J160 JC C第第3 3节节 机械效率机械效率3 3用如图用如图12123 36 6所示的甲、乙两种方式匀速提升重为所示的甲、乙两种方式匀速提升重为100 N100 N的物体，已知滑轮重的物体，已知滑轮重20 N20 N，绳重和摩擦不计，则，绳重和摩擦不计，则( () )D D图图12123 36 6 知识点知识点3“机械效率机械效率”的测量的测量第第3 3节节 机械效率机械效率4 4做物理实验要遵循实事求是的原则。芳芳同学利用如图做物理实验要遵循实事求是的原则。芳芳同学利用如图12123 37 7所示的装置对动滑轮的特点进行了探究，记录的数据所示的装置对动滑轮的特点进行了探究，记录的数据如下表。通过分析数据，她觉得与如下表。通过分析数据，她觉得与“使用动滑轮能省一半的力使用动滑轮能省一半的力”的结论偏差较大。你一定也做过这样的实验，回想你的实验经的结论偏差较大。你一定也做过这样的实验，回想你的实验经历，回答下列问题：历，回答下列问题：图图12123 37 7第第3 3节节 机械效率机械效率实验次数实验次数物重物重G G/N/N弹簧测力计的示数弹簧测力计的示数F F/N/N1 11.01.00.70.72 21.51.51.01.03 32.02.01.31.3第第3 3节节 机械效率机械效率(1)(1)该实验中出现表中所示结果的主要原因是该实验中出现表中所示结果的主要原因是_和和_。除此之外，要使。除此之外，要使“使用动滑轮能省一半的力使用动滑轮能省一半的力”成立，还应满足的条件是成立，还应满足的条件是_。(2)(2)根据表中数据计算出第根据表中数据计算出第2 2次实验中，该动滑轮的机械效次实验中，该动滑轮的机械效率是率是_。(3)(3)仔细分析表中数据可以得出的结论是：动滑轮的机械效仔细分析表中数据可以得出的结论是：动滑轮的机械效率与率与_。被提升物体的重力有关被提升物体的重力有关动滑轮有自重动滑轮有自重滑轮和绳子间有摩擦滑轮和绳子间有摩擦匀速竖直向上提匀速竖直向上提75%75%第第3 3节节 机械效率机械效率5 5如图如图12123 38 8示是测定滑轮组机械效率时所用的滑轮，示是测定滑轮组机械效率时所用的滑轮，若使绳端的拉力方向向上。若使绳端的拉力方向向上。(1)(1)请在图中画出该滑轮组的绳子绕法。请在图中画出该滑轮组的绳子绕法。(2)(2)完善下列实验步骤：完善下列实验步骤：A A按组装图把实验器材装配好；按组装图把实验器材装配好；B B用弹簧测力计测量出重物的重力；用弹簧测力计测量出重物的重力；C C在动滑轮下面挂上重物，并分别记下重在动滑轮下面挂上重物，并分别记下重物和弹簧测力计的位置；物和弹簧测力计的位置；图略图略 图图12123 38 8第第3 3节节 机械效率机械效率D D_拉弹簧测力计，使重物上升拉弹簧测力计，使重物上升一段距离，在拉动过程中读出一段距离，在拉动过程中读出_；E E用刻度尺分别量出用刻度尺分别量出_和和_移动的距离；移动的距离；F F由测得的数据求出滑轮组的机械效率。由测得的数据求出滑轮组的机械效率。(3)(3)在这个实验中，若物重在这个实验中，若物重4 N4 N，重物上升了，重物上升了0.1 m0.1 m，弹簧测，弹簧测力计的示数为力计的示数为2 N2 N，请计算该滑轮组的机械效率为，请计算该滑轮组的机械效率为_。(4)(4)你能分析一下滑轮组机械效率不是你能分析一下滑轮组机械效率不是100%100%的原因吗？请你的原因吗？请你试着写两条：试着写两条：_、_。克服机械自重要做额外功克服机械自重要做额外功沿竖直方向匀速向上沿竖直方向匀速向上弹簧测力计的示数弹簧测力计的示数重物上升的高度重物上升的高度弹簧测力计弹簧测力计66.7%66.7%克服摩擦要做额外功克服摩擦要做额外功