第三節(jié)機(jī)械效率第十一章簡(jiǎn)單機(jī)械滬科版2024核心素養(yǎng)機(jī)械效率物理觀念結(jié)合實(shí)例分析什么是有用功、額外功和總功；理解機(jī)械效率，會(huì)用公式進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算；通過(guò)實(shí)驗(yàn)?zāi)苷f(shuō)出提高機(jī)械效率的方法。科學(xué)思維通過(guò)觀察、分析和討論，理解額外功產(chǎn)生的原因，知道機(jī)械效率η<1科學(xué)探究測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率，掌握實(shí)驗(yàn)方法和技巧；學(xué)習(xí)運(yùn)用控制變量法進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)科學(xué)思維和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。科學(xué)態(tài)度與責(zé)任知道提高機(jī)械效率的實(shí)際意義和方法，有合理改進(jìn)機(jī)械、提高效率的意識(shí)，增強(qiáng)將科學(xué)服務(wù)于人類的責(zé)任感。利用機(jī)械幫助我們工作，會(huì)給我們帶來(lái)極大的方便。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，繩端拉力所做的功與滑輪組對(duì)重物所做的功相同嗎？導(dǎo)入新課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，計(jì)算拉力所做的功。2.如圖乙所示，用彈簧測(cè)力計(jì)并借助一個(gè)動(dòng)滑輪將同樣的鉤碼緩慢地提升相同的高度，計(jì)算彈簧測(cè)力計(jì)的拉力所做的功。這兩次拉力所做的功相同嗎？為什么？新課教學(xué)你選哪種方式將沙子運(yùn)上三樓？1對(duì)沙子做功對(duì)桶做功克服重力做功1322對(duì)沙子做功對(duì)桶做功對(duì)滑輪做功3對(duì)沙子做功對(duì)口袋做功對(duì)滑輪做功新課教學(xué)要把重100N的沙子運(yùn)上三樓。下圖畫了三種辦法。新課教學(xué)哪種辦法最好，哪種辦法最不好？②人做功①人做功1.對(duì)沙子做功2.對(duì)桶做功3.克服自重做功③人做功1.對(duì)沙子做功

2.對(duì)口袋做功3.對(duì)動(dòng)滑輪做功

1.對(duì)沙子做功2.對(duì)桶做功3.對(duì)動(dòng)滑輪做功新課教學(xué)有用功和額外功動(dòng)滑輪對(duì)鉤碼的拉力所做的功叫作有用功，用W有用表示。彈簧測(cè)力計(jì)的拉力所做的功，叫作總功，用W總表示。用動(dòng)滑輪提升鉤碼時(shí)，我們還不可避免地要克服動(dòng)滑輪本身所受的重力以及摩擦力等因素的影響而多做一些功，這部分功叫作額外功，用W額外表示。W總=W有用+W額外功的原理：大量實(shí)驗(yàn)表明，動(dòng)力對(duì)機(jī)械所做的功（總功）總是大于機(jī)械對(duì)外所做的功（有用功）。事實(shí)上，使用任何機(jī)械都不能省功。新課教學(xué)W有用=Gh或W有用=fs物W額=W總-W有W總=W有+W額

W總=Fs對(duì)實(shí)現(xiàn)目的有用的功不需要單不得不做的功有用功加額外功額外功W額機(jī)械對(duì)物體做的功（直接提拉物體做的功）有用功W有用克服機(jī)械自重和各種摩擦做的功總功W總?cè)耍▌?dòng)力）對(duì)機(jī)械做的功新課教學(xué)計(jì)算三種情況下的有用功、額外功和總功1對(duì)沙子做功對(duì)桶做功克服重力做功1322對(duì)沙子做功對(duì)桶做功對(duì)滑輪做功3對(duì)沙子做功對(duì)口袋做功對(duì)滑輪做功2520J600J3120J180J600J780J90J600J690J19%77%87%新課教學(xué)理解機(jī)械的三種功1）.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。2）.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。新課教學(xué)使用動(dòng)滑輪是否省功？每個(gè)鉤碼的質(zhì)量是100g，將鉤碼提升0.1m，此時(shí)甲圖的彈簧秤示數(shù)是2N，乙圖示數(shù)為1.2N，求兩種情況下的有用功，額外功，總功？G/Nh/mW直/JF/Ns/mW機(jī)/J20.10.21.20.20.24功的原理新課教學(xué)推論：使用任何機(jī)械不省功。結(jié)論：使用動(dòng)滑輪比直接提升物體不省功功。機(jī)械效率物理學(xué)中，將有用功跟總功的比值叫作機(jī)械效率。如果用η表示機(jī)械效率，那么有：物理意義：機(jī)械效率是標(biāo)志機(jī)械做功性能的物理量，有用功占總功的比例越大，機(jī)械效率越高，這個(gè)機(jī)械的性能越好。機(jī)械效率只有大小，沒有單位。機(jī)械效率總小于1。由于有用功總小于總功，所以機(jī)械效率總小于1。機(jī)械效率通常用百分?jǐn)?shù)表示。機(jī)械效率的高低與省力情況無(wú)關(guān)。機(jī)械效率的高低與機(jī)械省力多少無(wú)關(guān)，不要認(rèn)為機(jī)械越省力其機(jī)械效率越高。新課教學(xué)常見機(jī)械的效率

滑輪組

50%~70%起重機(jī)40%~50%抽水機(jī)

60%~80%離心式水泵

60%~80%沒有！因?yàn)槟Σ翢o(wú)處不在，有用功總小于總功，所以機(jī)械效率總小于1。有沒有機(jī)械效率為100%的機(jī)械？為什么？新課教學(xué)

活動(dòng)：計(jì)算機(jī)械效率η1=600JW總1×100%≈η2=600JW總2×100%≈η3=600JW總3×100%≈在圖中三種不同做功方式中，我們已經(jīng)計(jì)算出了有用功、額外功和總功。求三種不同方式的機(jī)械效率。（W總1=3120J、W總2=780J、W總3=690J）19%77%87%新課教學(xué)滑輪組豎直提升物體考慮所有的額外功時(shí)：不考慮繩重和摩擦力，只考慮動(dòng)滑輪重時(shí)：新課教學(xué)新課教學(xué)

F

實(shí)驗(yàn)原理

實(shí)驗(yàn)器材

注意事項(xiàng)

彈簧測(cè)力計(jì)、刻度尺、鐵架臺(tái)、滑輪、細(xì)線、鉤碼。豎直向上，緩慢拉動(dòng)測(cè)力計(jì)。

實(shí)驗(yàn)探究：測(cè)量滑輪組的機(jī)械效率W有用W總η＝新課教學(xué)G/Nh/mF/Ns/mW有/JW總/J123F保持動(dòng)滑輪重一定，改變鉤碼重力。結(jié)論：

動(dòng)滑輪重一定,物重越大，機(jī)械效率越高。新課教學(xué)G/Nh/mF/Ns/mW有/JW總/J12保持鉤碼重力一定，改變動(dòng)滑輪重。結(jié)論：

物重一定，動(dòng)滑輪越重，機(jī)械效率低。FF新課教學(xué)影響滑輪組機(jī)械效率的因素摩擦、繩重（輪與