11.4机械效率 课件 教科版八年级物理下册

解：有用功W有=Gh=400N×1m=400J 总功W总=Fs=Fnh=250N×2×1m=500J
机械效率
W有 W总
100%
400 J 500 J
100%
80%
2.如图所示，用相同的滑轮不同的绕法提起相同的重物，摩擦力
可以忽略不计，在物体匀速上升的过程中（ B）
A.甲图省力，机械效率甲图大 B.甲图省力，机械效率一样大 C.乙图省力，机械效率乙图大 C.乙图省力，机械效率一样大
我们一定都希望额外功越少越好。
由数据可知，第3种方法做的额外功最少，选择第3种方法最好。
二、机械效率
1.定义：有用功跟总功的比值叫做机械效率。
2.公式： W有 100%
W总 3.意义： 表示机械做功时，有用功在总功中所占的比例，是机械
性能的重要指标。
4.因为 W有用 < W总 ，所以， η < 1。
有用功------对桶做的功
额外功------对水做的功
3．如图.工人师傅用动滑轮 将泥土匀速提升上楼顶，有 用功是?额外功是?总功是？
有用功------对泥土做的功 额外功------对桶和滑轮做的功
总功------拉力做的功
请计算出有用功、额外功和总功分别是多少？
分析图中的三种办法，每种方法中人需做几部分功？
(1)物重：同一个滑轮组，提起的物体越重，机械效率越高。
(2)动滑轮重：提起的物重一样，动滑轮越重，机械效率越低。
(3)摩擦（轮与轴及轮与绳之间）、绳重。 减小摩擦可以减少额外功，提高机械效率。 如：加强机械运动 部位的润滑、采用轻质细绳
实验结论：
1.用不同的滑轮组提升同一重物时，机 械效率 不同 ，动滑轮多的做的 额外 功多， 机械效率 低 （填高或低）
实验步骤
1.测出钩码的重力G，并记录表中 2.先后按如图所示的三种情况，将实验器材安装好。 3.匀速拉动弹簧测力计，使钩码G匀速上升，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和绳子自由端移动的距离S，记录数据在表格中。
注意事项： 在提升钩码的过程中，要竖直向上，匀速提升钩码。 实验记录表
0.5
总功 机械 /J 效率
0.12 83%
0.15 67%
0.20 75%
(2).b、c为同一个滑轮组,挂的钩码数量不同时，它的机械效 率有什么变化？
b、c为同一个滑轮组， c装置挂的钩码质量越大，机械效率越 高。因为提起的物体越重，做的有用功越多，机械效率越大。
实验结论 影响滑轮组机械效率的因素：
达标练习
4.用一个动滑轮将重为10N的物体提升1m， 所用
拉力为6N，下列结论错误的的是
(C)
A．所做有用功为10J
B．所做总功为12J
C．所做额外功为24J
D．滑轮组的机械效率为83.3%
知识小结
一、机械的三种功： 有用功——对人们有用的功 总功——动力对机械所做的功 额外功——对人们无用而又不得不做的功
想想议议
你 会 选 哪 种 方 法 呢 ？
1
对沙子做功
1 对桶做功
克服人的重力 做功
2
3
对沙子做功
对沙子做功
2 对桶做功 3 对口袋做功
对滑轮做功
对滑轮做功
一.有用功、额外功和总功
1、有用功： 对人们有用的功（工作目的）.
叫有用功。用“W有”表示
2、额外功:
人们不需要但又不得不做的功.叫 额外功。用“W额”表示（只能减小
100%
600 J 690 J
100%
86%
5.一些机械的机械效率
起重机:40%～50% 抽水机:60%～80% 柴油机:28%～40% 6.怎样才能提高机械的效率
改进结构，使其合理、轻巧 减少额外功
经常保养、定时润滑，减小摩擦
请你判断：下面说法中是否正确？
1．有用功越多，机械效率越高（ × ） 2．额外功越少，机械效率越高（ × ） 3．物体做功越慢，机械效率越低（ × ） 4．做总功越多，机械效率越高（ × ） 5．做相同的有用功，额外功越少，机械效率越 高（ √ ） 6．做相同的总功时，有用功越多，机械效率越 高（ √ ） 7．机械效率越高，越省力（ × ）
1.有用功( W有用): 为了到达目的,人们必须做的对人们有用的功.
这三种方法的目的都要运沙子上楼，因此无论采取哪种办法都
必须做的有用功：把100N的沙子提高6m所做的功。 W有用=G沙子h=100N×6m=600J
2.额外功(W额外) :人们并不需要但为了到达目的又不得不做的功.
方法1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。
W1额外=(G人+G桶)×h =(400+20)N×6m=2520J 方法2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做功。摩擦忽略不计： W2额外=(G桶+G滑轮)×h =(20+10)N×6m=180J 方法3：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；摩擦忽略不计： W3额外=(G口袋+G滑轮)×h=(5+10)N×6m=90J
解：有用功W甲有=G物h= W乙有
额外功W甲额=G动h= W乙额
总功W甲总=W甲有+W甲额= W乙总
机械效率
甲
W甲有 W甲总
100%
乙
达标练习
3．李明用如图所示的滑轮组将重物为6N物体提升 0.1m，弹簧测力计的示数为2.4N，下列结论正确的 是 ( )D A．所做有用功为0.24J B．所做总功为0.6J C．所做额外功为0.34J D．滑轮组的机械效率为83.3%
F
G
实验探究 测量滑轮组机械效率
实验原理 W有 100% Gh
实验器材
W总
Fs
刻度尺、弹簧测力计、钩码、铁架台、“一定一动”的滑轮组、
“二定二动”的滑轮组和长约2 m的细绳． 测量的物理量
G ---- 物体的重力 F ---- 绳子自由端的拉力
h ---- 物体升高的高度 s ---- 绳子自由端移动的距离
如图所示的滑轮组匀速提升物体．已知物
重G=240牛，手的拉力F=100牛，手上升距
离为30厘米,则有用功为多少焦耳?该滑轮 组的机械效率为多少?
解:因为h = 1 S=10cm=0.1m
3
W有=Gh=240 N×0.1m=24J
W总=FS=100 N×0.3m=30J
η=
W有 W总
=
2340JJ×100%=80%
3.总功（W总）：有用功跟额外功的总和叫总功。 W总=W有+W额
计算三种方法需要做的有用功、额外功和总功
做功方式
有用功
额外功
总功
桶装，手提上楼 桶装，动滑轮吊运 袋装，动滑轮吊运
100N×6m (400+20)N×6m 100N×6m (20+10)N×6m 100N×6m (5+10)N×6m
3120J 780J 690J
减小摩擦
滑轮组机械效率的推导公式
W有 W总
100 %
Gh Fs
Gh F • nh
G 100% nF
分析：不计摩擦和绳子重力时候滑轮组 的机械效率：
W有 100 % G物 100%
W总
nF
n
1 n
G物 (G物
G动 )
G物 100% G物 G动
条件：不计摩擦和绳子重力
达标练习
1.如图所示，工人师傅用250N的力将重400N的物体匀 速提升1m，在此过程中滑轮组的机械效率是（ A ） A.80% B.62.5% C.125% D.20%
机械效率一般用百分数表示，没有单位
活动：计算机械效率
在运沙子的三种不同做功方式中， 我们已经计算出有用功、额外功和总 功，接下来我们来计算三种不同方式 的机械效率。
1
2
3
1
W有 W总
100%
600 J 3120 J
100%
19%
2
W有 W总
100%
600 J 780 J
100%
76%
3
W有 W总
滑轮组
（a） （b） （c）
钩码重 钩码上升 有用 /N 高度/m 功/J
1
0.1
0.1
1
0.1
0.1
1.5
0.1 0.15
弹簧测力 绳子自由端 计示数/N 移动距离/m
0.4
0.3
0.3
0.5
0.4
0.5
总功 机械 /J 效率
0.12 83%
0.15 67%
0.20 75%
分析讨论 (1).a、b两个滑轮组,挂的钩码数量相同时,机械效率有什么不相同？
第十一章 机械与功
功：“W”
温故知新
（1）概念：力与物体在力的方向上通过的距 离的乘积称为功
（2）表达式：W = F·s
（3）做功的两个必要条件：
a.物体要受到力的作用 b.物体要在力的方向上通过一定的距离
1.了解有用功、额外功和总功。 2.重点掌握机械效率，并会应用公式进行相关的计算。 3.探究滑轮组机械效率跟哪些因素有关。
二、机械效率： 1、定义：有用功与总功的比值。
2、公式：
W总 W有用 W额外
3、公式理解： 1、η常用百分数表示 2、η小于100% 3、η没有单位
2.用同一滑轮组提升不同重物时，机械效 率 不同 ，重物越重做的 有用 功多，机 械效率 高 （填高或低）。 3.滑轮组提升重物时，机械效率的高低 与 动滑轮重力 、 摩擦力 、 以及 提升物体的重力 有关。
拓展：
提高机 械效率 的方法
增大有用功 （增加提升的物重）
减小额外功
减小机械自重 （动滑轮重）
不可避免）
例：摩擦做的功、机械自重做的功
3、总功： 有用功加额外功叫总功。用“W总”
表示 W总=W有+W额 总功：人对机械做的功
区分有用功、额外功、总功
1．小明用水桶从井里打水,有用功是?额外功 是?
有用功------对水做的功
额外功------对桶做的功
2.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?
a、b两个装置，提起相同的物重，做相同的有用功，但b装置 动滑轮多，需要做的额外功多，机械效率低。
滑轮组
（a） （b） （c）
钩码重 钩码上升 有用 弹簧测力 绳子自由端 /N 高度/m 功/J 计示数/N 移动距离/m
1
0.1
0.1
0.4
0.3
1
0.1
0.1
0.3
0.5
1.5
0.1 0.15 0.4