11.3机械效率（第2课时）-课件-2025-2026学年2024沪科版物理八年级全册教学课件（31页PPT）

(课件网) 11.3 机械效率（第 2 课时） 一、课程导入：不同机械的效率差异 （一）情境回顾与提问 知识衔接：回顾第 1 课时内容 ——— 用动滑轮提升物体时，机械效率受物体重力、动滑轮自重和摩擦影响。展示两组实验数据：①用斜面提升 10N 钩码，斜面长 1m、高 0.3m，推力 4N，效率 75%；②用滑轮组提升同一钩码，动滑轮重 2N，拉力 4N，效率 83.3%。提问：“为什么不同机械提升同一物体，效率不同？如何计算斜面、滑轮组等复杂机械的机械效率？在实际应用中，如何根据需求选择机械并提高效率？” 导入目标：通过不同机械的效率对比，明确本节课核心 ——— 掌握斜面、滑轮组的机械效率计算方法，分析提高机械效率的实际策略，结合综合案例解决机械效率相关问题，深化对 “效率优化” 的理解。 二、知识点 1：不同简单机械的机械效率计算 （一）斜面的机械效率 原理与公式： 有用功：克服物体重力做的功（\(W_{ }=Gh\)，\(G\)为物体重力，\(h\)为斜面高度）； 总功：推力对物体做的功（\(W_{ }=Fs\)，\(F\)为沿斜面的推力，\(s\)为斜面长度）； 额外功：克服斜面摩擦做的功（\(W_{é }=W_{ }-W_{ }=fs\)，\(f\)为摩擦力）； 机械效率：\(\eta=\frac{W_{ }}{W_{ }} 100\%=\frac{Gh}{Fs} 100\%\)。 实例计算： 例：用沿斜面的推力将重 50N 的物体匀速推到 1m 高的平台，斜面长 2.5m，推力为 25N，求斜面的机械效率。 解：①有用功\(W_{ }=Gh=50N 1m=50J\)；②总功\(W_{ }=Fs=25N 2.5m=62.5J\)；③效率\(\eta=\frac{50J}{62.5J} 100\%=80\%\)。 影响斜面效率的因素： 斜面倾斜程度：其他条件不变时，斜面越陡（\(h/s\)比值越大），克服重力的有用功占比越大，摩擦越小，效率越高（如垂直提升时，斜面效率≈100%，但推力最大）； 斜面粗糙程度：其他条件不变时，斜面越光滑，摩擦力越小，额外功越少，效率越高（如铺润滑油的斜面效率高于粗糙斜面）。 （二）滑轮组的机械效率 原理与公式： 有用功：克服物体重力做的功（\(W_{ }=Gh\)，\(G\)为物体重力，\(h\)为物体上升高度）； 总功：拉力对绳子做的功（\(W_{ }=Fs\)，\(F\)为拉力，\(s=nh\)，\(n\)为承担物重的绳子段数）； 额外功：克服动滑轮重力（\(W_{é 1}=G_{ ¨}h\)）和摩擦（\(W_{é 2}\)）做的功； 机械效率：\(\eta=\frac{W_{ }}{W_{ }} 100\%=\frac{Gh}{Fs} 100\%=\frac{G}{nF} 100\%\)（因\(s=nh\)，化简后公式更简洁）。 实例计算： 例：用滑轮组（\(n=3\)）提升重 60N 的物体，匀速上升 2m，拉力为 25N，求滑轮组的机械效率。 解：①有用功\(W_{ }=Gh=60N 2m=120J\)；②总功\(W_{ }=Fs=F nh=25N 3 2m=150J\)；③效率\(\eta=\frac{120J}{150J} 100\%=80\%\)。 影响滑轮组效率的因素： 承担物重的绳子段数\(n\)：其他条件不变时，\(n\)越大，拉力越小，但绳子移动距离越长，对效率无直接影响（主要影响因素仍是物重、动滑轮重和摩擦）； 物重与动滑轮重的比值：物重越大、动滑轮越轻，有用功占比越大，效率越高（如提升重型货物的滑轮组效率高于提升轻型货物的）。 （三）不同机械效率的对比 机械类型 核心公式 主要影响因素 效率特点 动滑轮（\(n=2\)） \(\eta=\frac{G}{G+G_{ ¨}} 100\%\)（忽略摩擦） 物重\(G\)、动滑轮重\(G_{ ¨}\)、摩擦 效率中等（70%-90%），省力但需克服动滑轮重 斜面 \(\eta=\frac{Gh}{Fs} 100\%\) 倾斜程度、粗糙程度、物重 效率中等（50%-80%），省力但需克服摩擦 滑轮组（\(n 3\)） \(\eta=\frac{G}{nF} 100\%\) 物重\(G\)、动滑轮总重、摩擦、\(n\) 效率较高（70%-95%），可通过增加\(n\)进一步省力 定滑轮 \(\eta 95\%\)（忽略摩擦） 摩擦 效率高，但不省力，仅改变力的方 ... ...