【課件】第12章+簡(jiǎn)單機(jī)械+第4節(jié)+機(jī)械效率+人教版物理八年級(jí)下學(xué)期VIP

第4節(jié)機(jī)械效率第十二章簡(jiǎn)單機(jī)械“率”=有用量/總量，表示事物某一方面的優(yōu)劣。生活中的各種“率”：種子的發(fā)芽率樹(shù)的成活率油煙凈化率工作效率生活中我們常常會(huì)遇到“效率”這個(gè)詞，利用機(jī)械幫助我們完成某項(xiàng)任務(wù)時(shí)，也會(huì)涉及效率問(wèn)題，即機(jī)械效率。即使用機(jī)械直接提升物體做的功，與不使用機(jī)械提升物體時(shí)做的功相同嗎？使用機(jī)械可以省功嗎？有的機(jī)械可以省力，有的機(jī)械可以省距離，利用滑輪組提升重物時(shí)，繩端拉力所做的功與滑輪組對(duì)重物做的功相同嗎？探究實(shí)驗(yàn)：使用動(dòng)滑輪是否省功①如圖甲所示，用彈簧測(cè)力計(jì)將鉤碼緩慢地提升一定的高度，

將數(shù)據(jù)填入表格。②如圖乙所示，用彈簧測(cè)力計(jì)和一個(gè)動(dòng)滑輪將同樣的鉤碼緩慢

地提升相同的高度，并記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。③計(jì)算并比較兩次實(shí)驗(yàn)中拉力所做的功。（不使用機(jī)械）（使用機(jī)械）手拉力F手移動(dòng)距離s鉤碼重力G鉤碼升高h(yuǎn)拉力做功W直接提升鉤碼2N0.1m2N0.1m通過(guò)動(dòng)滑輪提升鉤碼1.2N0.2m2N0.1m實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)0.2J0.24J實(shí)驗(yàn)結(jié)論：利用動(dòng)滑輪提升鉤碼時(shí)做的功大于直接提升鉤碼所做的功；

這表明：使用機(jī)械不但不省功，反而要多做功。使用機(jī)械能省力，但為什么要多做功？因?yàn)樵黾恿嘶喌闹亓澳Σ恋纫蛩兀€需要克服機(jī)械本身自重及克服摩擦做功。(1)有用功（W有）：為了達(dá)到工作目的，必須要做的功。提升物體時(shí)克服物體重力所做的功就是有用功W有=GhG：物體的重力h：物體提升的高度使用機(jī)械時(shí)通常將所做的功分為——有用功、額外功、總功(2)額外功（W額）：對(duì)人們沒(méi)有用但不得不做的功。(3)總功（W總）：利用機(jī)械做功時(shí)，對(duì)機(jī)械所做的功叫做總功。W總=W有+W額總功、有用功、額外功的單位都是焦（J）即有用功與額外功的總和

如克服機(jī)械自身重力和摩擦等而做的功用水桶從井中提水的時(shí)候，所做的功哪部分是有用功，哪部分是額外功？提水所做的功是有用功，提水桶所做的功是額外功。如果桶掉到井里，從井里撈桶的時(shí)候，撈上的桶里帶了一些水，這種情況下哪部分是有用功，哪部分是額外功？提水桶所做的功是有用功，提水所做的功是額外功。機(jī)械效率——有用功跟總功的比值機(jī)械效率是一個(gè)比值，一般用百分?jǐn)?shù)表示，沒(méi)有單位。公式：η＝

W有W總W有W有+W額＝在所做有用功一定的情況下，人們總希望額外功在總功中所占的比例越少越好。也就是有用功在總功中所占的比例越大越好。

有用功占總功的比例反映了機(jī)械的一項(xiàng)性能，在物理學(xué)中用機(jī)械效率來(lái)表示。(符號(hào)用η表示)如：某起重機(jī)的機(jī)械效率是60%它表示什么含義？使用該起重機(jī)提升重物時(shí)，所做的有用功與總功的比值為60%，也可以說(shuō)有用功在總功中占60%，另外的40%為額外功。例題起重機(jī)將質(zhì)量為0.5t的重物勻速提升了3m，而它的電動(dòng)機(jī)所做的功為3.4×104J，起重機(jī)的機(jī)械效率是多少？g取10N/kg。W有=GhW總=3.4×104J對(duì)機(jī)械效率的正確理解：(1)機(jī)械效率會(huì)大于1嗎？(2)機(jī)械效率與功率有關(guān)嗎？是不是功率越大即做功越快，機(jī)械效率也越高？(3)同一個(gè)機(jī)械的機(jī)械效率是始終固定不變的嗎？不會(huì)，因?yàn)橛杏霉σ欢ㄐ∮诳偣Γ瑱C(jī)械效率總小于1。機(jī)械效率只反映機(jī)械性能，表示做功的利用率高，與功率做功快慢無(wú)關(guān)。同一機(jī)械在不同的做功過(guò)程中，機(jī)械效率可能會(huì)發(fā)生改變。機(jī)械效率的大小具體由哪些因素影響？同一機(jī)械的機(jī)械效率并非固定不變，在不同做功過(guò)程中，機(jī)械效率也會(huì)不同。如提升重物時(shí)，往往重物越重時(shí)，機(jī)械效率越高，這是為什么？下面我們通過(guò)測(cè)量滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)來(lái)探究一下這個(gè)問(wèn)題。要測(cè)出滑輪組的機(jī)械效率，需要求出有用功和總功，為此需要測(cè)出哪些物理量？每個(gè)量怎樣測(cè)量？用滑輪組提升物體時(shí)，有用功W有=Gh，總功W總=Fs，所以需要測(cè)出物重G、拉力F、物體上升的高度h、

繩子前進(jìn)的距離s。測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率實(shí)驗(yàn)思路實(shí)驗(yàn)過(guò)程①用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量鉤碼所受的重力G并填入下表。②按照?qǐng)D安裝滑輪組，分別記下鉤碼和繩端(彈簧測(cè)力計(jì)掛鉤底部)的位置。③緩慢拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，使鉤碼升高，讀出拉力F，用刻度尺測(cè)出鉤碼提升的高度h和繩端移動(dòng)的距離s，將這三個(gè)量填入下表。④改變鉤碼的數(shù)量，重復(fù)上面的實(shí)驗(yàn)。⑤算出有用功W有用、總功W總、機(jī)械效率η

并填入下表。W有=GhW總=Fs實(shí)驗(yàn)結(jié)論：用同一滑輪組提升重力不同的物體時(shí)，機(jī)械效率不同，

被提升的物體越重，機(jī)械效率越高。次數(shù)鉤碼所受的重力G/N提升的高度h/m有用功

W有用/J拉力F/N繩端移動(dòng)的距離s/m總功W總/J機(jī)械效率η120.10.21.00.30.366.7%240.10.41.80.30.5474.1%360.10.62.50.30.7580%相同裝置額外功一定，當(dāng)物重越大即有用功越大，在總功所占的比例也會(huì)越大，所以機(jī)械效率越高。如果提升的物重不變，改變動(dòng)滑輪重量，則動(dòng)滑輪越輕還是越重時(shí)，機(jī)械效率會(huì)越高？相同裝置額外功一定，當(dāng)物重越大即有用功越大，在總功所占的比例也會(huì)越大，所以機(jī)械效率越高。提升的物重不變，即有用功一定，可知?jiǎng)踊喸捷p時(shí)，額外功越小，則機(jī)械效率越高?；喗M機(jī)械效率的影響因素與改進(jìn)措施影響因素分析改進(jìn)措施被提升的物體重力同一滑輪組，被提升物體的重力越大，做的有用功越多，機(jī)械效率越高在機(jī)械承受的范圍內(nèi)，盡可能增加被提升物體的重力滑輪組機(jī)械效率的影響因素與改進(jìn)措施影響因素分析改進(jìn)措施被提升的物體重力同一滑輪組，被提升物體的重力越大，做的有用功越多，機(jī)械效率越高在機(jī)械承受的范圍內(nèi)，盡可能增加被提升物體的重力動(dòng)滑輪

自重有用功不變時(shí)，減小提升動(dòng)滑輪

的額外功，可提高機(jī)械效率改進(jìn)滑輪結(jié)構(gòu)，減輕滑輪自重滑輪組機(jī)械效率的影響因素與改進(jìn)措施影響因素分析改進(jìn)措施被提升的物體重力同一滑輪組，被提升物體的重力越大，做的有用功越多，機(jī)械效率越高在機(jī)械承受的范圍內(nèi)，盡可能增加被提升物體的重力動(dòng)滑輪

自重有用功不變時(shí)，減小提升動(dòng)滑輪

的額外功，可提高機(jī)械效率改進(jìn)滑輪結(jié)構(gòu)，減輕滑輪自重機(jī)械自身部件摩擦機(jī)械自身部件的摩擦力越大，

機(jī)械效率越低對(duì)機(jī)械進(jìn)行保養(yǎng)，保持良好的潤(rùn)滑，減小摩擦阻力如果需要提高機(jī)械效率，我們可以采取哪些措施?機(jī)械效率有用功對(duì)人們有用的必須要做的功并非我們需要但又不得不做的功有用功與額外功的總和有用功跟總功的比值叫做機(jī)械效率機(jī)械效率總小于1機(jī)械效率額外功總功W有用W總η＝課堂小結(jié)：影響滑輪組機(jī)械效率的幾個(gè)因素機(jī)械摩擦提升的重物的重力動(dòng)滑輪的重力鞏固練習(xí)：1.用如圖所示滑輪組將重300N的物體勻速提升1m，拉力大小為120N，

有用功為_(kāi)____J，滑輪組的機(jī)械效率為_(kāi)_____。30083.3%2.如圖所示，用40N的拉力F水平拉著重為100N的物體在水平路面上

使物體勻速移動(dòng)3m。已知物體所受摩擦力為60N，則總功為_(kāi)____J，有用功為_(kāi)____J，額外功為_(kāi)____J。拉力端移動(dòng)距離s=2s物=2×3m=6m，拉力做的總功W總=Fs=40N×6m=240J

有用功等于克服物體所受摩擦力做的功W有用=fs物=60N×3m=180J

額外功W額外=W總-W有用=240