2024-2025学年物理人教版八年级下册 12.4 机械效率（26页）课件

(课件网) 12.4 机械效率 第十二章 简单机械 1. 了解什么是有用功、额外功和总功。 2. 理解什么是机械效率； 3.知道机械效率总小于100%，能认识提高机械效率的意义和途径。 4.会利用机械效率的公式进行简计算。 5.会测量滑轮组的机械效率，知道影响滑轮组机械效率的因素。 生活中我们常会强调提高效率，如学习效率、工作效率等。利用机械帮助我们完成某项任务，也会涉及效率问题。那么，机械做功与效率有怎样的关系呢？ 双臂救援机器人 电动起重机 汽车的方向盘 知识点一：有用功和额外功 如图所示，在使用动滑轮提升物体时，尽管省力，但需要移动更长的距离。使用滑轮提升物体做的功与不使用滑轮直接提升物体做的功相同吗？ 如图乙所示，利用动滑轮把同一个重为G的物体，提高 h 的高度。动力所做的功：W2=F′·s 实验：研究使用动滑轮是否省功 甲 乙 【实验设计】 如图甲所示，用弹簧测力计将重物缓慢地提升一定的高度，计算拉力所做的功。设物重为G ，提高的高度为h。所做的功：W1=G·h （ 此时 F=G ） 甲 乙 所以：W1= W2 结论：使用机械做的功和直接用手做的功相等. 【理论分析】 如果忽略动滑轮重和滑轮与绳子间的摩擦：F′=G s=2h 但实际上，在使用动滑轮的时候，还得克服动滑轮的重力，以及绳子与滑轮之间的摩擦做功。所以，使用机械不能省功，还需要额外多做一部分功。 大量实验表明：使用任何机械都不能省功。 1.有用功 ：我们必须要做的功，叫做有用功。是为了实现目的而做的功。用W有表示。 2.额外功：在做有用功的同时，人们不需要但又不得不做的功，叫做额外功。克服机械自身（如动滑轮、绳子）的重力和摩擦等而做的功。用W额外表示。 3.总功：有用功与额外功的总和。力对机械做的所有功。用W总表示。 W总= W有+W额外 用水桶从井中提水的时候，所做的功哪部分是有用功，哪部分是额外功？ 提水所做的功是有用功；提水桶所做的功是额外功。 如果桶掉到井里，从井里捞桶的时候，捞上的桶里带了一些水，这种情况下哪部分是有用功，哪部分是额外功？ 提水桶所做的功是有用功；提水所做的功是额外功。 判断有用功和额外功，一定要弄清楚目的。 想想议议 如图，物体重100N，滑轮重20N，用70N的拉力F将物体提高10m。问总功、有用功、额外功分别为多少？ 解： 有用功W有=Gh=100N×10m=1000J 总功W总=Fs=70N×10m×2=1400J 额外功W额外=W总-W有=1400J-1000J=400J 在保证所做有用功一定的情况下，人们总是希望额外功越少越好。即额外功在总功中所占的比例越少越好。物理学中，将有用功跟总功的比值叫做机械效率。 1. 定义：有用功跟总功的比值叫做机械效率。 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. 特点：因为 W有用 < W总，所以，η < 100%。 机械效率一般用百分数表示，没有单位。 2. 公式： 知识点二：机械效率 起重机的机械效率是45%，它表示使用起重机提升重物时所做的有用功跟总功的比值是45%，也可以说有用功在总功中占的比例是45%，另外的55％是额外功。 起重机的机械效率是45%，它表示什么意义？ 5. 一些机械的机械效率 柴油机：28%～40% 起重机：40%～50% 抽水机：60%～80% 6. 怎样才能提高机械的效率 减少额外功 改进结构，使其合理、轻巧 经常保养、定时润滑，减小摩擦 例题 起重机把质量为0.5 t的重物匀速提升了3 m，而它的电动机所做的功是3.4×104 J，起重机的机械效率是多少？ g取10 N/kg。 解 起重机匀速提升重物所用的力与物体所受的重力大小相等 F = G = mg = 0.5×103 kg×10 N/kg = 5×103 N 起重机提升重物所做的功是有用功 W有 = Fh = 5×103 N×3 m = 1.5×104 J 起重机的电动机所做的功是总功 W ... ...