機(jī)械效率 -2023~2024學(xué)年人教版物理八年級下學(xué)期

第十二章第3節(jié)機(jī)械效率(第一課時）義務(wù)教育教科書物理八年級下冊種子的發(fā)芽率樹的成活率工作效率你知道生活中的一詞嗎？“率”導(dǎo)入新課“率”=有用量/總量，表示事物某一方面的優(yōu)劣。利用機(jī)械幫助我們完成某項任務(wù)，也會涉及效率問題，我們稱為機(jī)械效率。要研究機(jī)械效率，就要先研究使用機(jī)械做功的情況。有用功和額外功一、演示

不使用機(jī)械直接提升物體做功，與使用機(jī)械提升物體做功相同嗎？1.如圖甲，用測力計將鉤碼緩慢地提升一定的高度，計算拉力所做的功。2.如圖乙，用測力計并借助一個動滑輪將同樣的鉤碼緩慢地提升同樣的高度，再次計算拉力所做的功。這兩次拉力所做的功一樣嗎？為什么?結(jié)論：使用動滑輪比直接提升物體不省功。功的原理：使用任何機(jī)械不省功。思考：兩次實驗的目的一樣嗎？都必須要做的功是什么？乙實驗，還需要多做的什么功？1.有用功（W有）：為了達(dá)到工作目的，必須做的功。

其大小等于不用機(jī)械直接對物體做的功。2.額外功（W額）：為了達(dá)到工作目的，并非我們所需要但又不得不做的功。3.總功（W總）：

⑴

W總=W有+W額⑵

W總=F·S

作用在機(jī)械上的動力動力作用點(diǎn)移動的距離有用功和額外功一、要把重100N的沙子運(yùn)上三樓，下圖給出了三種辦法。你會選用哪一種方法呢？請說說你的理由哪種辦法最好？克服沙子重做功克服桶重做功克服人的自重做功1克服沙子重做功克服桶重做功克服動滑輪重做功2克服沙子重做功克服口袋重做功克服動滑輪重做功3600J120J60J克服摩擦力做功600J120J2400J30J600J60J總功：3120J總功：780J總功：690J機(jī)械效率二、在保證所做有用功一定的情況下，人們總是希望額外功越少越好，即額外功在總功中所占比例越少越好。物理學(xué)中，將有用功跟總功的比值叫做機(jī)械效率，用η表示。思考機(jī)械效率會大于1嗎？為什么？特點(diǎn)：機(jī)械效率η一般用百分?jǐn)?shù)表示，總小于1，無單位。起重機(jī)的機(jī)械效率是44%，它表示什么意思？

使用起重機(jī)提升重物時所做的有用功跟總功的比值是44%，56％是額外功．起重機(jī)把量為0.5t的重物勻速提升了3m，而它的電動機(jī)所做的功是3.4×104J，起重機(jī)的機(jī)械效率是多少？g取10N/kg。例題汽油機(jī)機(jī)械效率22%~27%，機(jī)械效率是選擇機(jī)械的一個重要指標(biāo)在有用功相同時，機(jī)械效率高的，①總功就____②額外功就___少（消耗的汽油就少，有經(jīng)濟(jì)效益）少（浪費(fèi)少，汽車尾氣就少，有社會意義，環(huán)保意義）機(jī)械效率的意義①機(jī)械效率表示有用功占總功的比例，比例越大，機(jī)械效率越高。②機(jī)械效率是標(biāo)志機(jī)械做功性能好壞的物理量。1.下面說法中是否正確？有用功越多，機(jī)械效率越高（）額外功越少，機(jī)械效率越高（）物體做功越慢，機(jī)械效率越低（）做總功越多，機(jī)械效率越低（）做相同的有用功，額外功越少，機(jī)械效率越高（）做相同的總功時，有用功越多，機(jī)械效率越高（）機(jī)械效率越高，越省力（）√√×××××練一練2.利用如圖所示的滑輪組，在F=80N的拉力作用下,將一個重為180N的物體勻速舉高1m。求:（1）W總=？（2）W有用=？(3)W額外=?(4)η=?練一練3.小明用100N的力沿豎直方向?qū)⒏軛U的一端拉下2m，杠桿的另一端將320N的重物提高了0.5m，他做的有用功是多少？總功是多少？杠桿的機(jī)械效率是多少？猜想：下面滑輪組的機(jī)械效率，哪個的機(jī)械效率高丙講授新課甲乙應(yīng)如何測量機(jī)械效率，來驗證猜想呢？實驗測量滑輪組的機(jī)械效率用彈簧測力計測量鉤碼所受的重力G并填入表格；按照圖安裝滑輪組。分別記下鉤碼和繩端的位置；緩慢拉動彈簧測力計，使鉤碼升高，讀出拉力F的值,用刻度尺測出鉤碼上升的高度h和繩端移動的距離s，將這三個量填入表格。算出有用功W有，總功W總，機(jī)械效率η，并填入表格，改變鉤碼的數(shù)量，重復(fù)上面的實驗。機(jī)械效率二、實驗原理測量工具注意事項彈簧測力計、刻度尺。豎直向上，緩慢拉動測力計。步驟一結(jié)論：

同一滑輪組提升的物體越重,機(jī)械效率越高。步驟二結(jié)論：

不同滑輪組提升同一物體，動滑輪越重，機(jī)械效率低。①摩擦（輪與軸及輪與繩之間）②物重③動滑輪重④繩重根據(jù)測量的結(jié)果，想想影響滑輪組機(jī)械效率的因素有哪些。如何提高機(jī)械效率？1.盡量減少額外功改進(jìn)機(jī)械結(jié)構(gòu)、使其更合理、更輕巧定時保養(yǎng)、加潤滑油減小機(jī)械間的摩擦2.增大有用功：當(dāng)額外功一定時，在機(jī)械能承受的范圍內(nèi)，盡可能增加每次

提升重物的重量，充分發(fā)揮機(jī)械的作用。思考：在測滑輪組的機(jī)械效率時，若沒有刻度尺，能完成實驗嗎？注意：滑輪組的機(jī)械效率與提升的高度、繩子的段數(shù)（繞線的方式）無關(guān)。講授新課例1：圖為測量滑輪組機(jī)械效率的實驗裝置，鉤碼總重6N。（1）實驗時要豎直向上______拉動彈簧測力計，由圖可知拉力大為_______N，若鉤碼上升的高度為8cm,則彈簧測力計向上移動______cm,該滑輪組的機(jī)械效率為______。（2）若僅增加鉤碼的個數(shù)，該滑輪有組機(jī)械效率將_______。（選填：“增大”、“減小”或“不變”）緩慢2.42483.3%增大例2:如圖用同一滑輪組分別將兩個不同的物體A和B勻速提升相同的高度，不計繩重和摩擦的影響，提升A的過程滑輪組的機(jī)械效率較大，則下列判斷正確的是（）①A物體比B物體輕②提升A的拉力較大③提升A所做的額外功較少④提升A做的有用功較多A．只有①③B．只有②④C．只有②③D．只有①④B實驗拓展探究利用斜面提升物體時的機(jī)械效率FGLW有用=GhW總=FLη=GhFL斜面的機(jī)械效率跟斜面的粗糙程度與斜面的傾斜程度（坡度）有關(guān)，斜面越光滑、坡度越小，機(jī)械效率越高。課堂小結(jié)1.甲乙兩種機(jī)械的機(jī)械效率分別是80%和65%，則下列說法正確的是()A.使用甲機(jī)械省力B.使用甲機(jī)械做功快C.在相同的時間內(nèi)，使用甲機(jī)械完成的功多D.乙機(jī)械的額外功在總功中占的比例大D2.用它們分別將重相同的甲、乙兩物體勻速提升相同的高度，所用的拉力分別為F甲、F乙，它們的機(jī)械效率分別為η甲、η乙。則F甲_____F乙η甲_____η乙（選填“＞”、“＜”或“＝”）＞＞溫馨提示3.如圖所示，用同一滑輪組分別將物體A和物體B勻速提升相同的高度，與提升B相比，提升A的過程滑輪組的機(jī)械效率較大，若不計繩重與摩擦的影響，則提升A的過程(

)A.額外功較小 B.額外功較大C.總功較小 D.總功較大D4．如圖所示，在50N的水平拉力F作用下,重800Ｎ的物體沿水平地面做勻速直線運(yùn)動,物體與地面間滑動摩擦力為120Ｎ.則滑輪組的機(jī)械效率為_______；若物體的速度為0.2m/s,則1min內(nèi)拉力做的功為______J，功率為＿＿Ｗ．18003080℅溫馨提示：滑輪組平拉物體，有用功是，物體克服摩擦力做功。5.質(zhì)量為60kg的工人用如圖甲所示的滑輪組運(yùn)送貨物上樓，滑輪組的機(jī)械效率隨貨物重力變化的圖象如圖乙，機(jī)械中摩擦力及繩重忽略不計。(1)影響滑輪組機(jī)械效率的因素之一是_______________。(2)若工人在1min內(nèi)將貨物勻速向上提高了6m，作用在鋼繩上的拉力為400N，求拉力的功率。(3)求動滑輪受到的重力。(4)該工人豎直向下拉繩子自由端運(yùn)送貨物時，此滑輪組的機(jī)械效率最大值是多少？6.如圖所示,用滑輪組拉著重600N的物體A沿著水平方向勻速移動,在40s內(nèi)物體移動了8m,拉力F做的功為1280J。求:(1)拉力F的大小及拉力的功率;(2)若動滑輪的重力為12N(不計繩重及摩擦),計算滑輪組的機(jī)械效率。7.A受摩擦力為300N,拉力F為120N,向前運(yùn)動4m，忽略繩與滑輪之間的摩擦，以下正確的是（）A.繩子自由端移動了8mB.重力做功的功率為1000WC.物體A克服摩擦做功480JD.機(jī)械效率為83.3％D9.如圖所示，把重力為600N的物體勻速推到斜面頂端，斜面長為3m，高為0.9m，實際推力為300N，那么物體與斜面之間的摩擦力是________N，斜面的機(jī)械效率是________．12060%歸納10.如圖所示，在測定杠桿機(jī)械效率的實驗中，豎直向上勻速拉動彈簧測力計，使掛在杠桿OB下面的物塊緩慢上升至虛線位置，測力計的示數(shù)F為________N，測力計上升的高度s為0.2m．物塊重G為1.5N，物塊上升的高度h為0.3m，則杠桿的機(jī)械效率為________%.在豎直向上勻速拉動彈簧測力計的過程中，力F對O點(diǎn)的力臂________．變小2.59011.用如圖所示的滑輪組提升重物，已知物體重為200N，動滑輪的重為50N，5s內(nèi)可使物體勻速上升2m，不計繩重和摩擦。求：（1）拉力所做的功；（2）拉力的功率；（3）滑輪組的機(jī)械效率。解：(1)有圖可知n=2W總=Fs=125N×4m=500J(2)(3)W有=Gh=200N×2m=400Js=2h=2×2m=4mF12.如圖所示，斜面長5m，高3m，小明用繩子沿斜面將重為300N的木塊由斜面底端勻速拉到頂端，拉力大小為240N，繩重不計．求：（1）小明做的有用功；（2）斜面的機(jī)械效率．（3）木塊與斜面間的摩擦力．(1)