八年级物理（第十二章 简单机械）第3节 机械效率（人教版 学习、上课课件）

12.3机械效率第十二章简单机械 逐点导讲练课堂小结作业提升课时讲解1课时流程2有用功、额外功和总功机械效率 知识点有用功、额外功和总功知1－讲11.使用动滑轮是否省功(1)实验过程：①如图1甲所示，用弹簧测力计将钩码缓慢地提升一定的高度，将实验数据填入表格中。 知1－讲②如图乙所示，用弹簧测力计和动滑轮将同样的钩码缓慢地提升相同的高度，将实验数据填入表格中。 知1－讲③计算并比较两次实验中拉力所做的功。实验次序钩码重G/N钩码上升高度h/m手的拉力F/N手移动的距离s/m120.12.10.1220.11.10.2 知1－讲(2)实验结论：使钩码上升相同的高度，利用动滑轮提升钩码时做的功大于直接提升钩码所做的功；这表明：使用动滑轮不但不省功，反而要多做功。 知1－讲温馨提示:1.实验中，应竖直向上匀速提升钩码。2.图乙实验中，手移动的距离可以不用刻度尺测量，直接利用关系式s=nh=2×0.1m=0.2m得到。3.使用动滑轮不能省功的原因：动滑轮本身有一定的重力；绳子和动滑轮之间存在摩擦力。 知1－讲2.有用功(1)上述实验中，克服钩码重力做的功，对我们来说是有用的，是无论采用何种方式都必须做的功，叫有用功，用W有表示。(2)有用功相当于不用机械而直接用手对物体做的功。 知1－讲3.额外功上述实验中，克服滑轮重和摩擦力做的功，对我们来说没有必要但又不得不做，这部分功叫额外功，用W额表示。4.总功(1)上述实验中，拉力总共所做的功叫总功，用W总表示；总功等于有用功和额外功之和，即W总=W有+W额。(2)总功就是人们利用机械所做的功。 知1－讲深度理解:●有用功是一种“目的功”。为了实现做功的目的，有用功W有等于直接用手做的功，总功W总等于作用在机械上的力与这个力通过距离的乘积。●由于机械存在自重，且部件之间存在摩擦，故利用机械实现做功的目的，额外功不可避免。 知1－练例1人用铁桶从井中打水，则此过程中()A.人对铁桶做的功是额外功B.人对水做的功是额外功C.人对水和铁桶做的功都是额外功D.人对水和铁桶做的功都是有用功A 知1－练解题秘方：判断有用功、额外功要看做功的目的，实现做功的目的所做的功是有用功，所做的其余部分的功为额外功。解析：用铁桶打水，做功的目的是提水，故对水做的功是有用功，对铁桶做的功是额外功。 知1－练特别提醒：若是打捞掉到水中的桶，则对桶做的功为有用功，对水做的功为额外功。 知1－练1-1.小明用桶把一些沙子运上三楼。在此过程中()A.小明克服自身重力所做的功是总功B.小明克服沙子重力所做的功是有用功C.小明克服沙子重力所做的功是额外功D.小明克服桶的重力所做的功是有用功B 知2－讲知识点机械效率21.定义物理学中，把有用功跟总功的比值叫做机械效率，用η表示。2.公式η=。机械效率越高，做的有用功与总功的比值就越大，这个机械的性能就越好。 知2－讲3.可变性机械效率不是固定不变的，同一机械在不同的做功过程中，机械效率可能会发生改变。4.特点任何机械的机械效率都小于1，只有在理想情况下机械效率才等于1。5.注意机械效率的高低与机械是否省力、滑轮组上绳子的绕法、物体提升的高度、物体被提升的速度等因素无关。 知2－讲6.机械效率的计算归类图示做功目的有用功总功机械效率杠杆竖直提升物体W有=GhW总=FsFη=斜面 知2－讲续表图示做功目的有用功总功机械效率滑轮(组)竖直提升物体W有=GhW总=FsFη=水平移动物体W有=fs物η= 知2－讲深度理解:1.像速度、密度和功率一样，机械效率也是利用比值法来定义的。2.由机械效率的计算公式知，式中分子和分母的单位相同，故算出的机械效率没有单位。机械效率是一个比值，一般用百分数表示。 知2－讲3.影响机械效率的因素：机械效率是由机械自身因素(如机械自重、摩擦等)和做功对象(如提起的重物)决定的。4.机械效率、功率和功是三个不同的物理量，机械效率与功和功率之间没有直接关系。 知2－练[中考·南京]如图2所示，物体重180N，动滑轮重10N，小明用100N的拉力(方向不变)将物体匀速提升2m，用了10s，则此过程中有用功是______J，额外功是_____J，拉力的功率是_____W，滑轮组的机械效率是_____%。例2是多余条件，是干扰条件。360404090 知2－练解题秘方：利用题中条件可直接求出的物理量有W有、s、W总，再利用求出的物理量和已知量进一步分析求解。 知2－练解析：滑轮组提升物体时所做的有用功W有=Gh=180N×2m=360J。由图知n=2，则绳子末端移动的距离s=2h=2×2m=4m，拉力所做的总功W总=Fs=100N×4m=400J，拉力的功率P===40W。 知2－练额外功W额=W总－W有=400J－360J=40J。滑轮组的机械效率η===90%。又解：机械效率η=====90%。 知2－练2-1.[中考·黑龙江]利用如图3所示的滑轮组，小宇在10s内用500N的拉力将重800N的物体匀速提升2m的高度，则所做的有用功为_______J，滑轮组的机械效率为_______。160080% 知2－练[中考·泰安]如图4所示，甲工人用水平推力F甲推动重为750N的货物，在水平路面上匀速移动2m至仓库门口A处，用时10s，此过程中甲工人做功的功率P甲＝30W；乙工人接着使用滑轮组拉动该货物在同样的路面上匀速移动3m到达指定位置B，拉力F乙为80N。求：例3 知2－练解题秘方：用公式W=Pt计算出甲工人做的功，进而利用公式W=Fs计算出甲工人的推力，可得货物所受的摩擦力f，则可利用公式η==计算滑轮组的机械效率。 知2－练(1)甲工人做的功。解：甲工人做的功W甲=P甲t=30W×10s=300J。 知2－练(2)该滑轮组的机械效率。解：甲工人的推力F甲===150N。因货物在水平路面上被匀速推动，则货物受到的推力、摩擦力是一对平衡力，故货物受到的摩擦力f=F甲=150N。乙工人使用滑轮组拉动货物在同样的路面上匀速移动s2=3m，由图知，n=3，拉力端移动的距离s乙=3s2，则滑轮组的机械效率η======62.5%。 知2－练3-1.[中考·广西]如图5是利用滑轮组帮助汽车脱困的情景。匀速拉动车的过程中，车相对树木是______(填“静止”或“运动”)的，动滑轮上有_____段绳子承担对车的拉力，若对车的拉力为2400N，F为1500N，则该滑轮组的机械效率是______。运动280% 机械效率机械效率公式η=无单位有用功总功＝有用功＋额外功特点总小于1影响因素