教科版八年级下册物理课件：11.4 机械效率1.ppt

1、4. 机械效率 想一想想一想 1、做功的两个必要因素及计算公式、单位。、做功的两个必要因素及计算公式、单位。 2、功的原理是什么？、功的原理是什么？ 算一算算一算 直接用手把直接用手把100N的物体提高的物体提高2m所作的功是所作的功是 多少？多少？ 若通过一动滑轮用若通过一动滑轮用60N的拉力也把这一重物的拉力也把这一重物 提高提高2m，拉力做的功是多少？，拉力做的功是多少？ W1=100N2m=200J W2=60N2m2=240J 想想议议：想想议议： 要把重要把重100N 的沙子运上三的沙子运上三 楼。右图中画楼。右图中画 了三种办法，了三种办法， 同学们讨论一同学们讨论一 下：哪种办

2、法下：哪种办法 最好，哪种办最好，哪种办 法最不好，为法最不好，为 什么？什么？ 请思考下面的问题 （1）图中三幅画的意思是什么？）图中三幅画的意思是什么？ 把重把重100N的沙子运上三楼。图的沙子运上三楼。图1是把沙子装在桶里用手提是把沙子装在桶里用手提 着它走上三楼；图着它走上三楼；图2和图和图3都使用了动滑轮把沙子运上三楼，都使用了动滑轮把沙子运上三楼， 且图且图2是把沙子装在桶里，图是把沙子装在桶里，图3 是把沙子装在袋子里，其中桶是把沙子装在袋子里，其中桶 比袋子重。比袋子重。 （2）图中的三种办法，每种方法中人需做几部分功？）图中的三种办法，每种方法中人需做几部分功？ 运沙子上楼时

3、都要克服沙子的重力做功。图运沙子上楼时都要克服沙子的重力做功。图1 中还需要把中还需要把 沙子装在桶里，所以在提沙子的同时还需要把桶提上去，还沙子装在桶里，所以在提沙子的同时还需要把桶提上去，还 必须克服自身的重力走上去，因此必须克服桶的重力和自身必须克服自身的重力走上去，因此必须克服桶的重力和自身 的重力做功。图的重力做功。图3 中提沙子的同时，还必须克服袋子的重力、中提沙子的同时，还必须克服袋子的重力、 动滑轮的重力、以及滑轮与轴之间的摩擦力做功；图动滑轮的重力、以及滑轮与轴之间的摩擦力做功；图2中，还中，还 需克服桶的重力、动滑轮的重力以及滑轮与轴之间的摩擦力需克服桶的重力、动滑轮的重力

4、以及滑轮与轴之间的摩擦力 做功。做功。 （3）那部分功是我们无论采用哪种方法都必须做的功？这部分 功是多少焦耳？ 克服沙子的重力所做的功。克服沙子的重力所做的功。W1=100N6m=600J (4)每种方法中人一共做了多少功？每种方法中人一共做了多少功？ 方法方法：（100N+400N+20N) 6m=3120J 方法方法: (100N+20N+10N) 6m=780J 方法方法 :（100N+5N+10N）6m=690J 这三种方法的目的都是要运沙子上楼，因此把这三种方法的目的都是要运沙子上楼，因此把100N的沙的沙 子提高子提高6m所做的功是有用功。而沙子装在桶里、袋所做的功是有用功。而沙

5、子装在桶里、袋 子里，桶和袋子要由人或动滑轮提到楼上，所以要完子里，桶和袋子要由人或动滑轮提到楼上，所以要完 成运沙子的有用功，就不得不把桶和袋子、人或动滑成运沙子的有用功，就不得不把桶和袋子、人或动滑 轮提高轮提高6m，这些功并非我们需要，但又不的不做，这些功并非我们需要，但又不的不做， 叫额外功。由此可知，选择第三种方法所做的额外功叫额外功。由此可知，选择第三种方法所做的额外功 最少。最少。 1、额外功：摩擦是普遍存在的。我们利用简单机械工作的时 候，不可避免地要克服摩擦阻力做功；机械本身有重力；在提 起重物时，又不可避免地要同时提起机械的一部分部件，克服 这部分阻力做功。这部分 对人们没

6、有用但又不得不额外做的功叫额外功对人们没有用但又不得不额外做的功叫额外功 。 2、有用功：、有用功：人们在利用简单机械提起重物时，重物的重力是有人们在利用简单机械提起重物时，重物的重力是有 用的阻力。用的阻力。 克服这种有用的阻力所做的功叫有用功，它相当克服这种有用的阻力所做的功叫有用功，它相当 于不用机械直接用手所做的功。于不用机械直接用手所做的功。 3、总功：、总功：根据功的原理知，动力对机械做的功一定等于机械克根据功的原理知，动力对机械做的功一定等于机械克 服全部阻力（包括有用阻力、额外阻力）做的功。我们把服全部阻力（包括有用阻力、额外阻力）做的功。我们把 动力对机械做的功叫总功，它是有

7、用功和额外功的动力对机械做的功叫总功，它是有用功和额外功的 和。即：和。即： 总功总功=动力对机械做的功动力对机械做的功=机械克服全部阻力做的功机械克服全部阻力做的功= 有用功有用功+额外功额外功 4、机械效率 上图的三种办法中第上图的三种办法中第3种办法所做的额外功最少，而我们自然希望额外种办法所做的额外功最少，而我们自然希望额外 功越少越好，即有用功在总功中所占的比例越大越好。因此，第功越少越好，即有用功在总功中所占的比例越大越好。因此，第3种种 办法最好。所以，把办法最好。所以，把 有用功跟总功的比值叫机械效率。有用功跟总功的比值叫机械效率。机械效率大表示有用机械效率大表示有用 功比总功

8、的比值大，或者说，在有用功一定的情况下，机械效率大的功比总功的比值大，或者说，在有用功一定的情况下，机械效率大的 机械所做的额外功少。机械所做的额外功少。 如果用如果用W总表示总功，总表示总功，W有用表示有用功，有用表示有用功，表示机械效率，则表示机械效率，则 = W有用有用 W总总 因为因为W有用和有用和W总的单位都是焦耳，总的单位都是焦耳， 因此机械效率没有单位。任何机械本因此机械效率没有单位。任何机械本 身都要受到重力的作用，相对运动的身都要受到重力的作用，相对运动的 零件间又存在摩擦。所以，使用任何零件间又存在摩擦。所以，使用任何 机械除了做有用功之外，都不可避免机械除了做有用功之外，

9、都不可避免 地要做额外功，这时动力所做的功就地要做额外功，这时动力所做的功就 等于有用功和额外功的和。等于有用功和额外功的和。 = )理想情况1(这时 ,WW,时0W当 )实际情况1(任何机械 WW,存在0W由于:讨论 有用总额外 有用总额外 W有用有用 W总总 W有用有用 W有用有用+W额外额外 = 可见，可见，W有用有用总小于总小于W总总，因此，机械，因此，机械 效率总小于效率总小于1。机械效率通常用百分数表示机械效率通常用百分数表示 。 例题：例题： 某人用如图所示的滑轮组提升2000牛的重物，所用 的拉力是800牛，绳子自由端被拉下4米。（1）这个人做的总功 是多少焦？（2）有用功是多

10、少焦？（3）额外功是多少焦？ （4）这个滑轮组的机械效率是多少？ 已知：G=2000 N,F=800N S=4m 求： W总 W有用 W额外 答：（略） F G 解(1)W总=F S=800N4m=3200J (2)W有用=G h=2000N1m=2000J (3)W额外= W总 W有用=3200J 2000J=1200J (4) = W有用 W总 100= 2000J 3200J 100 =62.5 1、例题中总功、有用功、额外功中哪些功一点都 不能省？ 2、哪些功可以省一些？ 3、额外功是机械克服哪些阻力不得不做的功？ 有用功一点不能省，否则达不到目的。有用功一点不能省，否则达不到目的。

11、动滑轮的自重，绳子的重以及摩擦阻力动滑轮的自重，绳子的重以及摩擦阻力 本题探讨：本题探讨： 额外功可以想办法省一些，如减轻动滑轮额外功可以想办法省一些，如减轻动滑轮 重力减少动滑轮个数时，其额外功可以省重力减少动滑轮个数时，其额外功可以省 一些，有用功不能省，而总功一些，有用功不能省，而总功=有用功有用功+额额 外功，这样总功也就可省一些。外功，这样总功也就可省一些。 如何提高机械效率如何提高机械效率 减小机械自重减小机械自重 例如：动滑轮太重，使得滑轮组机械效例如：动滑轮太重，使得滑轮组机械效 率很低，换用较轻滑轮就可提高其机械效率率很低，换用较轻滑轮就可提高其机械效率。 减小机械间的摩擦力

12、减小机械间的摩擦力。 额外有用 有用 总 有用 公式 WW W W W %100: 增大物体的重量即在额外功不变的情增大物体的重量即在额外功不变的情 况下增大有用功况下增大有用功 我们总希望，有用功占总功中的份额越大越好我们总希望，有用功占总功中的份额越大越好 有用功有用功 额外功额外功 1.右图中圆面积表示总功，右图中圆面积表示总功， 图中标出了有用功和额外功图中标出了有用功和额外功 的比例，该机械的的比例，该机械的= 巩固练习巩固练习: 2.机械效率越大的简单机械必定是机械效率越大的简单机械必定是: C.有用功跟总功的比值越大有用功跟总功的比值越大 A.有用功越多有用功越多 B.功率越大功

13、率越大 1/4 3/4 请思考： 哪种方案机械效率高？哪种方案机械效率高？ 例题: 用一个动滑轮用一个动滑轮,将将200N的物体匀速提升的物体匀速提升2m高，高， 拉力拉力F为为120N，此动滑轮的机械效率是多少？，此动滑轮的机械效率是多少？ 分析：解题的关键是要注意用动滑轮提起重物分析：解题的关键是要注意用动滑轮提起重物 时，动力时，动力F把绳子末端拉起的距离是被提起高度把绳子末端拉起的距离是被提起高度 的的2倍。即倍。即S=2h。 已知：已知：G=200N， h=2m,F=120N,s=2h=4m. 求：求： 解：解：W有有=Gh=200N2m=400J W总总=Fs=120N4m=480

14、J =W有有/W总总100 =400J/480J100% =83.3% 巩巩 固固 练练 习习 1、关于机械效率，以下说法正确的是：、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。、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；、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；、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、机械效率总小于 巩巩 固固 练练 习习 2、某机械的机械效率是、某机械的机械效率是75%，这说明使用这一装置做功：，这说明使用这一装置做功： D、额外功占总功的、额外功占总功的/4。 C、

15、总功是有用功的、总功是有用功的3倍；倍； B、有用功是额外功的、有用功是额外功的3倍倍 A、总功是额外功的倍；、总功是额外功的倍； 巩巩 固固 练练 习习 3、为了提高滑轮组的机械效率，以下做法中正确的是：、为了提高滑轮组的机械效率，以下做法中正确的是： D、把滑轮做得更轻巧，减小滑轮在转动过程中的摩擦、把滑轮做得更轻巧，减小滑轮在转动过程中的摩擦； C、增加承担物重的绳子股数、增加承担物重的绳子股数； B、以较慢的速度匀速提升重物；、以较慢的速度匀速提升重物； A、以较快的速度匀速提升重物、以较快的速度匀速提升重物； 巩巩 固固 练练 习习 :, , 3,.4 321 321 则下列关系正确

16、的是不计摩擦 若度不同的物体提高相同高 个重力分别把利用同一滑轮组 GGG GGG 321额外额外额外 WWWD ;. 321总总总 WWWC ;. 321有用有用有用 WWWB ;. 321 A 巩巩 固固 练练 习习 用定滑轮、动滑轮、滑轮组分别提升 同一重物时，在不计磨擦阻力的情况下， 机械效率最高的是（ ） 定滑轮 动滑轮 滑轮组 都一样 用图所示的滑轮组将牛用图所示的滑轮组将牛 的物体匀速提高米，所用的物体匀速提高米，所用 的拉力是牛求：的拉力是牛求： 绳子自由端移动的距离？绳子自由端移动的距离？ 有用功是多少？有用功是多少？ 拉力所做的总功是多少？拉力所做的总功是多少？ 滑轮组的机

17、械效率是多少？滑轮组的机械效率是多少？ G F 巩巩 固固 练练 习习 知识小结知识小结 一、机械的三种功： 有用功有用功 ：对人们有用的功：对人们有用的功。 额外功额外功 ：人们不需要但又不：人们不需要但又不 得不做的功得不做的功 总功总功 ：有用功与额外功的总和：有用功与额外功的总和 额外有用总 WWW 二、机械效率： 1、定义：有用功与总功的比值。 额外有用 有用 总 有用 公式 WW W W W %100: 2、公式讨论： 1)(0 1)(0 所以理想情况 所以实际存在 额外 额外 W W h h G 匀 匀 速 上 升 F 动力对动力对 滑轮做功滑轮做功 W= Fs 对重物做功对重物

18、做功 W= Gh h s F G F 提升我是目 的，有利用 价值。 实现目的，必须由 我对滑轮做功。 要提升要提升G，同时必须同时必须 将我也提升。嘿，你将我也提升。嘿，你 要克服我的重力和摩要克服我的重力和摩 擦而额外做功，否则擦而额外做功，否则 你不能完成任务。对你不能完成任务。对 我们做功虽无利用价我们做功虽无利用价 值但你又不得不做。值但你又不得不做。 回顾探讨：回顾探讨： 一、机械的一、机械的有用功、额外功、总功。有用功、额外功、总功。 1.有用功（有用功（W有用） 有利用价值的功 2.额外功（额外功（W额外） 对人们没有利用价值 而又不得不做的功. 3.总功（总功（W总） 是动力对机械所做的功 想想议议：想想议议：用水桶从井中提水时，所做的功哪部分 是有用功，哪部分是额外功？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？哪部分是总功？ W总=W有用+W额外 二.机械效率 有用功跟总功 的比值。 = W有用 W总 100% W有用 W有用 100% +W额外 等于1（理想） 1.公式： 任何机械的总小于1（实际） 2. 3.设备的效率