初中物理人教版（2024）八年级下册（2024）机械效率教学ppt课件

这是一份初中物理人教版（2024）八年级下册（2024）机械效率教学ppt课件，共55页。PPT课件主要包含了有用功，额外功，百分数，提出问题，猜想假设，进行实验，收集数据，想一想这是为什么，分析讨论，大量实验表明等内容，欢迎下载使用。
1. 为了达到某一目的而必须做的功是________，并非需要但又不得不做的功是________，实际做的所有功是________。 2. _______和______的比值叫作机械效率，用字母_____表示。机械效率一般用________表示。 3. 有用功总是______总功，所以任何机械的机械效率总是______1。
工人通过滑轮组、定滑轮和轮轴提升竖井中的重物。工人为什么不直接提起重物，而是将这么多的简单机械进行组合呢？
使用这些简单机械的优势是什么？
　 利用滑轮组提升重物，绳端拉力所做的功与滑轮组对重物所做的功相同吗？
知识点1 有用功和额外功
1. 研究使用动滑轮是否省功
利用动滑轮提升重物，绳端拉力所做的功与动滑轮对重物所做的功相同吗？
猜想一：拉力做得功多；猜想二：动滑轮对重物做的功多；猜想三：一样多。
a. 如图甲所示，用弹簧测力计将钩码缓慢地提升一定的高度，计算拉力所做的功。
b. 如图乙所示，用弹簧测力计并借助一个动滑轮将同样的钩码缓慢地提升相同的高度，计算弹簧测力计的拉力所做的功。
由表中记录的实验数据可知，W2___W1
实验结果说明：_______________________________。
动滑轮可以省力，但不能省功
为什么借助动滑轮提升重物做功，拉力做的功要更多一些?
使用机械做功时，由于机械本身的自重以及摩擦等因素的影响，需要额外多做一些功。
使用任何机械都不能省功
工人师傅把重 500 N 的货物用绳子直接匀速提升到 2 m 高的工作台上，动力对货物做的功为______J。若他用如图所示的滑轮组提升此货物到 2 m 高的工作台上，所用拉力为 200 N，动力做的功为______J。两种情况对比，说明使用机械______（选填“能或“不能”）省功。
目的：把钩码提升一定的高度
提升绳子所做的功提升动滑轮所做的功克服摩擦力所做的功
2. 有用功、额外功和总功
(1)有用功(W有)：为了达到目的，必须做的功。(2)额外功(W额)：为了达到目的，并非我们所需 要但又不得不做的功。(3)总功(W总) ：有用功与额外功之和。
W总= W有用+ W额外
产生原因：①克服机械自重、容器重等做的功； ②克服摩擦力做的功等
指出图中杠杆的有用功、额外功和总功
额外功：克服杠杆自重及摩擦所做的功
W额外 = G杠杆h杠杆
指出图中斜面的有用功、额外功和总功
额外功：克服斜面与物体之间的摩擦所做的功
甲用桶从井中提水，其中对______做的功是有用功，对______做的功是额外功。乙从井中捞水桶，桶中带有部分水，则对______做的功是有用功，对______做的功是额外功。（均选填“水”或“桶” ）
在使用机械工作时，我们希望有用功在总功中所占的比例越大越好。它反映了机械的一种性能，物理学中表示为机械效率。
定义：有用功跟总功的比值，通常用符号η表示。
η ：机械效率W有用：有用功W总：总功
不会，因为有用功总是小于总功，所以机械效率总是小于1。机械效率通常用百分数表示。
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 3.4×104J，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 = m g =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有用=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总 = 3.4×104 J因此，起重机的机械效率
这台起重机的机械效率为44%。
建筑工地上，起重机吊臂上的滑轮组如图所示。在匀速吊起重为 4.8×103 N 的物体时，物体 4 s 内上升了 6 m，在此过程中，拉力 F 为 2×103 N。则滑轮组的机械效率为______，拉力 F 的功率为________W。
生产生活中，人们利用多种方式提高机械效率，但都不能使其达到100%，如起重机的机械效率一般为 40%~50%，皮带传动的机械效率一般为 90%~98%。
指出图中杠杆的机械效率
指出图中斜面的机械效率
如图所示，在斜面上，用与斜面平行的拉力将质量为 2 kg 的物块由斜面底端匀速拉到顶端，拉力大小为 8 N，斜面长 1.2 m、高 0.3 m，斜面的机械效率为_______，斜面间的摩擦力为_____N。（g 取 10 N/kg）
知识点3 测量滑轮组的机械效率
要想知道有用功和总功，需要测量哪些量？
按示意图组装滑轮组，并使用该滑轮组分别提起重力不同的钩码，比较每次的机械效率。
1. 用弹簧测力计测量钩码所受的重力 G 并填入表中。
2. 按照右图安装滑轮组，分别记下钩码和绳端（弹簧测力计挂钩底部）的位置。
3. 缓慢拉动弹簧测力计，使钩码升高，读出拉力 F ，用刻度尺测出钩码提升的高度 h 和绳端移动的距离 s，将这三个量填入表中。
4. 算出有用功 W有用、总功 W总、机械效率 η 并填入表中。
5. 改变钩码的数量，重复上面的实验。
6. 换用如图所示的装置重复2~4步，将实验数据填入表中。
几次实验中测得的机械效率一样吗？
比较实验1、2、3：动滑轮重一定时，物重越大，机械效率越高。
比较实验1、4：物重一定时，动滑轮越重，机械效率越低。
说一说，影响滑轮组机械效率的因素有哪些？
被提升物体的重力、动滑轮的重力、绳重及摩擦等。
忽略绳重与摩擦的影响，则机械效率：
滑轮组的机械效率在数值上等于物重与总重的比值。
即：同一滑轮组，提升的重物越重，机械效率越高；提升相同的重物，所用动滑轮越轻，机械效率越高。
用同一滑轮组提升重力不同的物体时，机械效率不同，被提升的物体越重，机械效率越高； 用不同的滑轮组提升同一物体时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低。
(1)增加有用功：(2)减少额外功：
在机械能承受的范围内，增加物重。
①改进结构，减轻机械自重；②定期保养，减小机械间的摩擦（加润滑油）。
在“测量滑轮组机械效率”的实验中，小明利用同一滑轮组先后提升不同重力的物体进行实验，如图甲和乙所示，不计空气阻力。实验测量的数据记录在表格中：
（1）表格中的横线上应填的数据为______。（2）分析实验数据，可初步得出实验结论：同一滑轮组的机械效率与__________________有关。
（3）小明在实验操作中发现：一边拉动弹簧测力计一边读数，非常不方便，因为这样示数不稳定，为了方便读数，小明认为可以让弹簧测力计保持静止时读数，照此操作，则所测出的机械效率与其真实值相比将________（选填“偏高”“偏低”或“不变”）。
（4）如果不计绳重和摩擦，只是按照如图丙所示的绕绳方法组装滑轮组，并利用图丙方案提升相同重力的物体，对比图甲和图丙所示的滑轮组的机械效率，可知 η甲____（选填“>”“