物理義務(wù)教育教科書物理八年級下冊12.4機(jī)械效率1.能結(jié)合實(shí)例認(rèn)識有用功、額外功和總功；理解機(jī)械效率的概念，知道機(jī)械效率小于1及沒有單位的原因，會利用公式η=進(jìn)行相關(guān)的計算。2.能設(shè)計實(shí)驗(yàn)，測定某種簡單機(jī)械的機(jī)械效率；知道提高機(jī)械效率的實(shí)際意義和方法，有合理改進(jìn)機(jī)械、提高機(jī)械效率的意識。學(xué)習(xí)目標(biāo)【重、難點(diǎn)】

①重點(diǎn):

理解什么是機(jī)械效率。

②難點(diǎn):

探究斜面機(jī)械效率跟哪些因素有關(guān)。

我國許多地方原來都沒有自來水,人們?yōu)榱耸秤盟?要從井中打水。如圖所示,在這個從井中提水上來的過程中,人對哪些物體做了功?這些功都是人們希望做的嗎?對誰做的功才是有用的呢?情景導(dǎo)入問題與猜想為什么要使用這些工具？思考：使用機(jī)械是否能省功？觀察與思考要把重100N的沙子運(yùn)上三樓。右圖畫了三種辦法。同學(xué)們討論一下：哪種辦法最好，哪種辦法最不好，為什么？CONTENTS

目錄

機(jī)械的三種功使用機(jī)械不能省功機(jī)械效率

課堂總結(jié)練習(xí)01機(jī)械的三種功討論：直接提升物體做功，與使用機(jī)械提升物體做功相同嗎？知識點(diǎn)有用功和額外功

對砂子做功對空桶做功克服自身重力做功并不需要做但又不得不做的功對人們有用必須做的功他的目的是：把沙子運(yùn)上三樓用水桶提沙子上樓有用功額外功3m3m方法11.有用功（W有）：為了達(dá)到工作目的，必須做的功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）：動力所做的所有功即有用功與額外功的總和

W總=W有+W額

對砂子做功對空桶做功對動滑輪做功W有議一議：方法2：方法3：}W額}W總對砂子做功對口袋做功對動滑輪做功W有}W額}W總另兩種提沙方法中做的有用功、額外功、總功分別是哪些？方法2方法3動滑輪提水桶提沙子動滑輪提口袋提沙子理解機(jī)械的三種功GF要提升G，同時必須將動滑輪也提升。這時，你要克服動滑輪重力和摩擦而額外做功，否則你不能完成任務(wù)。這部分功無利用價值而又不得不做，是額外功。提升物體G是目的,有利用價值,是有用功。要實(shí)現(xiàn)目的，完成有用功,必須施加動力F對滑輪做功，動力所做的是總功。如：用豎直方向上的滑輪提升物體G用水桶從井中提水的時候，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。想一想P02使用機(jī)械不能省功新課探究猜想與假設(shè)使用機(jī)械不能省功。制定計劃直接用彈簧測力計吊起一個重物，彈簧測力計的拉力對重物做的功為W1。再用彈簧測力計通過一個動滑輪吊起重物，使重物上升相同的高度，彈簧測力計的拉力做的功為W2。比較W1、W2就可以知道使用機(jī)械是否省功。shs=2h=20cm=0.2mW1＝G·h＝2N×0.1m=0.2JW2＝F·s＝1.2N×0.2m=0.24JW1<W2?探究：使用動滑輪是否省功？使用動滑輪提升物體時，要克服動滑輪重力、繩子重及摩擦力等做功。額外功收集證據(jù)按照上圖所示的過程進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中保持重物緩慢上升。用彈簧測力計測量拉力。記錄重物和繩子自由端的始、末位置。將以上數(shù)據(jù)及計算結(jié)果填入表中。力/N移動距離/m力做的功/JF=G=3h=0.2W1=Fh=0.6F′=2s=0.4W2=F's=0.8由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，W2___W1。＞收集證據(jù)想一想，這是為什么？分析與結(jié)論直接用彈簧測力計勻速提升重物，拉力要對重物做功。拉動繩子使動滑輪上升時，拉力在對重物做功的同時也要對動滑輪做功，同時還要克服動滑輪上的摩擦做功。因此使用動滑輪并不省功。使用機(jī)械時，對物體所做的有用的功。有用功使用機(jī)械時，人們額外需要做的功。額外功有用功與額外功的總和?？偣總=W有用+W額外使用機(jī)械會省功嗎？如圖，甲直接提升物體做功，乙使用動滑輪提升物體做功相同嗎？提出問題結(jié)論：使用動滑輪比直接提升物體不省功。（把重物提升一定高度，甲乙所做有用功相同，但乙的拉力的功還包含克服動滑輪自身重力和摩擦的功。）實(shí)驗(yàn)結(jié)論FGshW有用=G物·hW總=F·sW額外=G動·h（不計繩重和摩擦）Fs繩s物fW有用=f·s物W總=F·s繩利用滑輪組做功探究使用機(jī)械是否省功再次探究比較用斜面和直接提升時所做的功.hlfFGNW有用=G·hW總=F·lW額外=f·l不做功利用斜面做功思考：使用其他機(jī)械能省功嗎？大量實(shí)驗(yàn)表明：使用任何機(jī)械都不能省功。有用功、額外功和總功在用動滑輪提升重物時，動滑輪對物體所做的功是有用的，是必須做的，這部分功叫作___________________。（W有用）有用功提升重物時，不可避免地要對動滑輪本身做功和克服摩擦做功，這部分功叫作________________。額外功（W額外）有用功與額外功的總和叫作________________。總功（W總）W總=W有用+W額外_____功_____功___功有用功：直接對______所做的功。額外功：不可避免的對______本身和克服____等因素做的功?？偣Γ篲____功和_____功的總和W總＝______________.交流討論有用功：對____做的功額外功：對_____________做的功__功：人做的功交流討論有用功：對____做的功額外功：對_____________做的功__功：人做的功03機(jī)械效率我們希望在總功中有用功所占的比例越大越好。有用功的比例大，說明機(jī)械的工作效率高。我們用有用功跟總功的比值來描述機(jī)械的這種特性，稱之為機(jī)械效率。機(jī)械效率（η）表示為有用功是總功的一部分，所以W有用<W總。因此η總小于1。知識點(diǎn)機(jī)械效率計算各個功，并填入下面表格。做功方式有用功額外功總功/J桶裝，手提上樓。桶裝，動滑輪吊運(yùn)。袋裝，動滑輪吊運(yùn)。3120780690總結(jié)：完成相同任務(wù)，不同工作方式工作效率不同。100N×6m（400+20）N×6m100N×6m100N×6m（20+10）N×12m（5+10）N×12m公式η表示機(jī)械效率，機(jī)械效率常用百分?jǐn)?shù)表示。三種機(jī)械效率有用功與總功的比值。總結(jié)：有用功一定時，額外功越小，機(jī)械效率越高越好。機(jī)械效率物理意義：機(jī)械效率是標(biāo)志機(jī)械做功性能好壞的重要指標(biāo)，機(jī)械效率越高，機(jī)械的性能越好。一些機(jī)械的機(jī)械效率抽水機(jī)60%～80%起重機(jī)40%～50%噴氣發(fā)動機(jī)50～60%柴油機(jī):28%～40%忽略繩重與摩擦的影響，則機(jī)械效率：滑輪組的機(jī)械效率在數(shù)值上等于物重與總重的比值?；喗M機(jī)械效率的討論同一滑輪組，提升的物體越重，機(jī)械效率就越高。提升相同的重物，所用動滑輪越輕，機(jī)械效率就越高。

探究實(shí)驗(yàn)：測量滑輪組的機(jī)械效率F【實(shí)驗(yàn)原理】

【實(shí)驗(yàn)器材】彈簧測力計、刻度尺、鐵架臺、滑輪、細(xì)線、鉤碼。繩端的拉力F、___________、_________________和___________________________。物體重G物體上升距離h繩自由端移動距離s【需要直接測量的物理量】實(shí)驗(yàn)時拉力的方向應(yīng)盡量_____________，且應(yīng)在鉤碼____________的過程中讀取拉力的大小。豎直向上勻速移動注意事項(xiàng)：

實(shí)驗(yàn)過程G/Nh/mF/Ns/mW有/JW總/Jη123F實(shí)驗(yàn)1保持動滑輪重一定，改變鉤碼重力。結(jié)論：動滑輪重一定，物重越大，機(jī)械效率越高。G/Nh/mF/Ns/mW有/JW總/Jη12實(shí)驗(yàn)2保持鉤碼重力一定，改變動滑輪重。結(jié)論：物重一定，動滑輪越重，機(jī)械效率低。FF影響因素分析改進(jìn)措施（提高效率）被提升物體的重力同一個滑輪組，被提升物體的重力越大，做的有用功越多，機(jī)械效率越大.盡可能地增加物重動滑輪的自重有用功不變時，減小提升動滑輪時做的額外功，可提高機(jī)械效率.減小動滑輪重滑輪組自身部件的摩擦機(jī)械自身部件的摩擦力越大，機(jī)械效率越低.減輕繩重和滑輪轉(zhuǎn)軸處的摩擦影響滑輪組機(jī)械效率的因素和改進(jìn)措施例題.一臺起重機(jī)將重3600

N的貨物提高5

m。求：(1)起重機(jī)做的有用功是多少？(2)如果額外功是12000

J，起重機(jī)的機(jī)械效率是多少？解：(1)W有＝Gh＝3600N×5m＝18000J；

(2)如果額外功是12000J，則總功為：W總＝W有+W額＝18000J+12000J＝30000J；起重機(jī)的機(jī)械效率：W有用W總×100%＝η＝1.8×104

J3×104

J×100%＝60%。斜面是一個與水平面成一定夾角的平面。是簡單機(jī)械的一種。斜面斜面：是一個費(fèi)了距離但能省力的簡單機(jī)械。繩重、繩與滑輪之間的摩擦.動滑輪重、繩重、繩與滑輪之間的摩擦.機(jī)械自重和摩擦使用機(jī)械時產(chǎn)生額外功的原因：機(jī)械自重和摩擦使用機(jī)械時產(chǎn)生額外功的原因：杠桿的自重、杠桿與支點(diǎn)之間的摩擦.物體與斜面間的摩擦.例工人用如圖的機(jī)械將物體勻速提升到某一高度，若物體的重力與滑輪的重力之比G物∶G滑輪=9∶1，忽略繩重與摩擦的影響，則機(jī)械效率為（）。A．10%B．45%

C．80%

D．90%D課堂練習(xí)例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①④A更重B提升A的拉力較大提升A做的有用功較多課堂練習(xí)04課堂總結(jié)練習(xí)課堂總結(jié)有用功：為達(dá)到目的必須要做的功額外功：我們不需要但又不得不做的功總功：有用功和額外功的總和定義：有用功與總功的比值機(jī)械效率η<1

測量機(jī)械效率測量滑輪組的機(jī)械效率測量斜面的機(jī)械效率功機(jī)械效率A1.關(guān)于機(jī)械效率，以下說法正確的是（）。D.省力越多的機(jī)械，機(jī)械效率越高。C.做功越多的機(jī)械，機(jī)械效率越高。B.單位時間里做功越多的機(jī)械，機(jī)械效率越高。A.機(jī)械效率總小于1?；A(chǔ)鞏固題2.某機(jī)械的機(jī)械效率是75%，這說明使用這一裝置做功()。D.額外功占總功的3/4

C.總功是有用功的3倍B.有用功是額外功的3倍A.總功是額外功的3倍B基礎(chǔ)鞏固題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