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1、12.3 12.3 机械效率机械效率第十二章第十二章 简单机械简单机械第第3 3节节 机械效率机械效率人教版人教版 物理物理 八年级八年级 下册下册12.3 12.3 机械效率机械效率导入新知导入新知 我国许多地方原来都没有我国许多地方原来都没有自来水自来水,人们为了食用水人们为了食用水,要从要从井中打水。如图所示井中打水。如图所示,在这个从在这个从井中提水上来的过程中井中提水上来的过程中,人对哪人对哪些物体做了功些物体做了功?这些功都是人们这些功都是人们希望做的吗希望做的吗?对谁做的功才是有用的呢对谁做的功才是有用的呢?12.3 12.3 机械效率机械效率素养目标素养目标2.能设计实验能设计
2、实验，测定某种简单机械的机械效率；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知道提高机械效率的实际意义和方法，有合理有合理改进机械、提高机械效率的意识。改进机械、提高机械效率的意识。1.能结合实例认识能结合实例认识有用功有用功、额外功额外功和和总功总功；理解；理解机机械效率械效率的概念的概念，知道机械效率小于知道机械效率小于1及没有单位的原及没有单位的原因因，会利用公式会利用公式=进行相关的计算。进行相关的计算。12.3 12.3 机械效率机械效率探究新知探究新知知识点 1有用功和额外功有用功和额外功 对砂子做功对砂子做功对空桶做功对空桶做功克服自身重力做功克服自身重力做功并
3、不需要做但又不并不需要做但又不得不做的功得不做的功对人们有用必须做的功对人们有用必须做的功3m3m他的目的是：他的目的是：把沙子运上三楼把沙子运上三楼用水桶提沙子上楼用水桶提沙子上楼有用功有用功额外功额外功12.3 12.3 机械效率机械效率探究新知探究新知1.有用功（有用功（W有有）：）：为了达到工作目的，必须做的为了达到工作目的，必须做的功。功。2.额外功（额外功（W额额）：）：为了达到工作目的，并非我们为了达到工作目的，并非我们所需要但又不得不做的功。所需要但又不得不做的功。3.总功（总功（W总总）：）：动力所做的所有功。动力所做的所有功。即有用功与额外功的总和。即有用功与额外功的总和。
4、W总总=W有有 +W额额 12.3 12.3 机械效率机械效率探究新知探究新知 用水桶从井中提水的时候，所做的功哪部分是有用用水桶从井中提水的时候，所做的功哪部分是有用功，哪部分是额外功功，哪部分是额外功?提水提水所做的功是所做的功是有用功有用功；提水桶提水桶所做的功是所做的功是额外功额外功。如果桶掉到井如果桶掉到井里，从里，从井里捞桶的时候，捞上的桶里带井里捞桶的时候，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?提水桶提水桶所做的功是所做的功是有用功有用功；提水提水所做的功是所做的功是额外功额外功。想一想想一想12.3 1
5、2.3 机械效率机械效率探究新知探究新知s sh hs=2h=20cm=0.2mW1Gh2N 0.1m=0.2JW2 Fs 1.2N 0.2m=0.24J W1 W2?探究：使用动滑轮是否省功？探究：使用动滑轮是否省功？使用动滑轮提升物体时，要克服使用动滑轮提升物体时，要克服动滑轮重力、绳子重及摩擦力等动滑轮重力、绳子重及摩擦力等做功。做功。额外功额外功12.3 12.3 机械效率机械效率探究新知探究新知FGs sh hW有用有用=G物物hW总总=FsW额外额外=G动动h（不计绳重和摩擦）（不计绳重和摩擦）Fs s绳绳s s物物fW有用有用=fs物物W总总=Fs绳绳利用滑轮组做功利用滑轮组做功
6、12.3 12.3 机械效率机械效率探究新知探究新知h hl lfFGNW有用有用=GhW总总=FlW额外额外=fl不做功不做功利用斜面做功利用斜面做功12.3 12.3 机械效率机械效率探究新知探究新知知识点 2机械效率机械效率 在使用机械工作时，在使用机械工作时，有用功在总功中所占的比例有用功在总功中所占的比例越多越好。越多越好。它反映了机械的一种它反映了机械的一种性能性能，物理学中表示为机械效率。，物理学中表示为机械效率。定义：有用功跟总功的比值。定义：有用功跟总功的比值。公式：公式：使用任何机械都使用任何机械都不可避免地不可避免地要做额外功，有用功总是小于总要做额外功，有用功总是小于总
7、功，所以机械效率功，所以机械效率总是小于总是小于1的的。机械效率通常用百分比表示。机械效率通常用百分比表示。12.3 12.3 机械效率机械效率探究新知探究新知忽略绳重与摩擦的影响，则机械效率：忽略绳重与摩擦的影响，则机械效率：滑轮组滑轮组的的机械效率在数值上等于机械效率在数值上等于物重物重与与总重总重的比值。的比值。滑轮组机械效率的讨论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，机械效率就越高提升相同的重物，所用动滑轮越轻，机械效率就越高。12.3 12.3 机械效率机械效率探究新知探究新知 探究实
8、验：测量滑轮组的机械效率探究实验：测量滑轮组的机械效率F【实验原理实验原理】【实验器材实验器材】弹簧测力计、刻度尺弹簧测力计、刻度尺、铁架台、滑轮、铁架台、滑轮、细线、钩码细线、钩码 绳端的拉力绳端的拉力F、_、_和和_。物体重物体重G物体上升距离物体上升距离h绳自由端移动距离绳自由端移动距离s【需要直接测量的物理量需要直接测量的物理量】12.3 12.3 机械效率机械效率探究新知探究新知 实验时拉力的方向实验时拉力的方向应尽量应尽量_，且应在，且应在钩码钩码_的过程中读的过程中读取拉力的大小。取拉力的大小。竖直向上竖直向上匀速移动匀速移动注意事项：注意事项：实验过程实验过程12.3 12.3
9、 机械效率机械效率探究新知探究新知G/Nh/mF/Ns/mW有有/JW总总/J123F实验实验1 保持动滑轮重一定，改变钩码重力保持动滑轮重一定，改变钩码重力结论：结论：动滑轮重动滑轮重一定，物重一定，物重越大越大，机械效率，机械效率越高。越高。12.3 12.3 机械效率机械效率探究新知探究新知G/N h/mF/Ns/m W有有/J W总/J12实验实验2 保持钩码重力一定，改变动滑轮重。保持钩码重力一定，改变动滑轮重。结论：结论：物重物重一定，动滑轮一定，动滑轮越重越重，机械效率，机械效率低。低。FF12.3 12.3 机械效率机械效率探究新知探究新知探究：影响斜面机械效率的因素探究：影响
10、斜面机械效率的因素实验时实验时沿斜面匀速沿斜面匀速拉拉动木块，并动木块，并在拉动中在拉动中读出读出拉力的大小。拉力的大小。12.3 12.3 机械效率机械效率探究新知探究新知实验实验次数次数斜面斜面倾斜倾斜程度程度斜面斜面材料材料木块木块重力重力G/N斜面斜面高度高度h/m有用有用功功W有有/J拉力拉力F/N斜面斜面长度长度s/m总功总功W总总/J机械机械效率效率1较缓较缓木板木板10.10.10.20.70.1471.4%2较陡较陡木板木板10.170.170.30.70.2181%3陡陡木板木板10.240.240.40.70.2485.7%4棉布棉布10.240.240.50.70.35
11、68.6%5毛巾毛巾10.240.240.60.70.4257.1%实验数据实验数据12.3 12.3 机械效率机械效率探究新知探究新知斜面的机械效率与斜面的机械效率与1.斜面的斜面的粗糙程度粗糙程度有关：同一斜面，拉同一物体，斜面越粗糙，有关：同一斜面，拉同一物体，斜面越粗糙，拉力越大，效率越低。拉力越大，效率越低。2.斜面的斜面的倾斜程度倾斜程度有关：粗糙程度相同，拉同一物体，斜面越有关：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。陡（倾角越大），拉力越大，效率越高。结结 论论12.3 12.3 机械效率机械效率巩固练习巩固练习例例1（2019福建）工人用如图的机械
12、将物体匀速提升到某一高度，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若物体的重力与滑轮的重力之比G物物G滑轮滑轮=91，忽略绳重与摩擦，忽略绳重与摩擦的影响，则机械效率为的影响，则机械效率为（）（）A10%B45%C80%D90%D连连 接接 中中 考考12.3 12.3 机械效率机械效率巩固练习巩固练习例例2（2019荆门）如图用同一滑轮组分别将两个不同的物体荆门）如图用同一滑轮组分别将两个不同的物体A和和B匀速提升相同的高度，不计绳重和摩擦的影响，提升匀速提升相同的高度，不计绳重和摩擦的影响，提升A的过程滑的过程滑轮组的机械效率较大，则下列判断正确的是（）
13、轮组的机械效率较大，则下列判断正确的是（）A物体比物体比B物体轻物体轻提升提升A的拉力较大的拉力较大提升提升A所做的额外功较少所做的额外功较少提升提升A做的有用功较多做的有用功较多A只有只有 B只有只有 C只有只有 D只有只有 A更重B提升提升A的拉力较大的拉力较大提升提升A做的做的有用功较多有用功较多连连 接接 中中 考考12.3 12.3 机械效率机械效率课堂检测课堂检测A1.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，
14、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1基基 础础 巩巩 固固 题题12.3 12.3 机械效率机械效率课堂检测课堂检测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，这说明使用这一装置做功功 ()D.额外功占总功的额外功占总功的3/4 C.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.总功是额外功的总功是额外功的3倍倍 B基 础 巩 固 题12.3 12.3 机械效率机械效率课堂检测课堂检测3.如图所示如图所示，用同一滑轮组分别将物体用同一滑轮组分别将物体A和物体和物体B匀速提升相同匀速提
15、升相同的高度的高度，与提升与提升B相比相比，提升提升A的过程滑轮组的机械效率较大的过程滑轮组的机械效率较大，若不计绳重与摩擦的影响若不计绳重与摩擦的影响，则提升则提升A的过的过程程 ()A.额外功较小额外功较小 B.额外功较大额外功较大C.总功较小总功较小 D.总功较大总功较大D基基 础础 巩巩 固固 题题12.3 12.3 机械效率机械效率课堂检测课堂检测4.如图所如图所示示，利利用轻质滑轮组匀速拉动水平地面上重为用轻质滑轮组匀速拉动水平地面上重为300 N的的物物体体，拉拉力力F的大小为的大小为30 N。若物体和地面之间的摩擦力大小。若物体和地面之间的摩擦力大小为为45 N，则则A处的拉力
16、大小和滑轮组的机械效率分别处的拉力大小和滑轮组的机械效率分别为为 ()A.45 N、50%B.45 N、75%C.60 N、50%D.60 N、75%Bf=45N基基 础础 巩巩 固固 题题12.3 12.3 机械效率机械效率课堂检测课堂检测如图所示，在水平路面上行驶的汽车通过滑轮组拉着重如图所示，在水平路面上行驶的汽车通过滑轮组拉着重G=9104N的货物的货物A沿斜面向上匀速运动。货物沿斜面向上匀速运动。货物A的速度为的速度为v=2m/s，经过，经过t=10s，货物，货物A竖直升高竖直升高h=10m。已知汽车对绳的拉力。已知汽车对绳的拉力F的功率的功率P=120kW，不计绳、滑轮的质量和摩擦
17、，求：，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；时间内汽车对绳的拉力所做的功；（2）汽车对绳的拉力大小；）汽车对绳的拉力大小；（3）斜面的机械效率。）斜面的机械效率。能能 力力 提提 升升 题题12.3 12.3 机械效率机械效率课堂检测课堂检测解解：（：（1）t时间内汽车对绳的拉力所做的功：时间内汽车对绳的拉力所做的功：W=Pt=1.2105W10s=1.2106J；（2）由图知，）由图知，n=3，拉力端移动速度：，拉力端移动速度：v=3v物物=32m/s=6m/s，由由P=Fv可得汽车对绳的拉力大小：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）不计绳、滑轮的质量和摩擦，滑轮组对重物做的功等于汽车汽车对绳的拉力所做的功，即对绳的拉力所做的功，即W总总=1.2106J：斜面的机械效率：斜面的机械效率：12.3 12.3 机械效率机械效率课课堂小堂小结结12.3 12.3 机械效率机械效率课课后作后作业业作业内容教材作业 完成课后完成课后“动手动脑学物理动手动脑学物理”练习练习自主安排配套练习册练习配套练习册练习