【物理】機(jī)械效率課件 2023－2024學(xué)年人教版八年級物理下冊

12.3機(jī)械效率知識點1

有用功和額外功想一想1.如果我們要把一個物體提升一定高度，可以怎么做？直接提起重物或使用滑輪提起重物。直接提起重物或使用滑輪提起重物。做一做2.實驗：使用動滑輪是否省功(1)直接勻速提升重物表一提升鉤碼的拉力F1/N鉤碼提升的高度h/m拉力對鉤碼做的功W1/J(2)使用動滑輪把同樣的鉤碼勻速提升相同高度表二提升鉤碼的拉力F2/N鉤碼提升的高度s/m拉力對鉤碼做的功W2/J(3)比較表一、表二中做功的大小，用動滑輪W2比不用動滑輪W1做的功

要(

A

)A.多

B.少(4)說明使用動滑輪可以省力，但能夠省功嗎？(

B

)

A.能

B.不能AB(5)勻速拉動繩子的自由端，鉤碼被提升了，還有(

BC

)也被提升了。

(多選)A.定滑輪B.動滑輪C.一部分繩子(6)繩子與滑輪之間是否存在摩擦？(

A

)A.是

B.否(7)使用動滑輪做的功比直接用手拉做的功要多，你能說說多做的功可能

來源于哪里嗎？

?。BCA克服動滑輪和繩子的重力做功，克服摩擦力做功3.閱讀課本第85頁，完成以下填空。(虛框內(nèi)均選填“有用功”“額外

功”或“總功”)④總功

W總、有用功W有和額外功W額，三者之間的關(guān)系為

?

(用物理符號表示)。W總＝W有＋

W額

4.表二中用動滑輪提升重物時做的有用功、總功、額外功分別多大？W有＝

；W總＝

；W額＝

?。F1h

F2s

F2s－F1h

?結(jié)論1

(1)動滑輪可以省力，但不能省功。(2)總功、有用功和額外功之間的關(guān)系為W總＝W有＋W額。練一練5.當(dāng)你用桶從井中提水時，你對水做的功是

?，對桶做的功

是

?；如果桶掉進(jìn)井里，從井中撈桶時，桶里帶著一些水，這

時你對水做的功是

。(均選填“總功”“額外功”或“有用

功”)6.質(zhì)量是40kg的小王同學(xué)用重10N的水桶，提起重力為100N的水，沿

樓梯送到三樓，每層樓高3m，完成這一次提水，她對水做的功為有用

功，則她做的有用功和額外功分別是(

B

)A.600J，2400JB.600J，2460JC.600J，60JD.3000J，60J有用功額外功額外功B7.如圖所示，A物體受到的重力是100N，在5N的拉力F作用下，在水平

地面上向左做勻速直線運動1m，物體A受到水平地面的摩擦力大小是12

N，有用功為

J，總功為

J。12

15

有用功總功

2.理解：使用任何機(jī)械都不可避免地要做額外功，有用功總是

?

總功(選填“小于”“大于”或“等于”)，所以機(jī)械效率總

是

(選填“小于”“大于”“等于”)1的。機(jī)械效率通常用

百分?jǐn)?shù)表示。3.計算：【知識點1】表二中動滑輪提升重物時機(jī)械效率是多少？

小

于小于做一做4.實驗：測量滑輪組的機(jī)械效率(1)實驗?zāi)康模簻y量圖中三次滑輪組的機(jī)械效率。(2)實驗原理：

?。(3)實驗器材：

、

?、鉤碼若干、棉線、滑輪

2個。

彈簧測力計刻度尺(4)實驗步驟。(請在下方空白處寫出你的實驗步驟)步驟：①用彈簧測力計測量鉤碼所受的重力G；②按照圖安裝滑輪組分別記下鉤碼和繩端的位置；③勻速拉動彈簧測力計，使鉤碼升高，讀出此時拉力F的示數(shù)，用刻度

尺測出鉤碼上升的高度h和繩端移動的距離s；④算出有用功W有、總功W總和機(jī)械效率η；⑤改變鉤碼的數(shù)量，重復(fù)上面的實驗。步驟：①用彈簧測力計測量鉤碼所受的重力G；②按照圖安裝滑輪組分別記下鉤碼和繩端的位置；③勻速拉動彈簧測力計，使鉤碼升高，讀出此時拉力F的示數(shù)，用刻度

尺測出鉤碼上升的高度h和繩端移動的距離s；④算出有用功W有、總功W總和機(jī)械效率η；⑤改變鉤碼的數(shù)量，重復(fù)上面的實驗。(5)實驗表格。實

驗鉤碼所受的

重力G/N提升高

度h/m有用功

W有/J拉力

F/N繩端移動的

距離s/m總功

W總/J機(jī)械

效率η123(6)實驗分析：①三次實驗中測得的機(jī)械效率一樣嗎？(

B

)A.一樣

B.不一樣B②影響滑輪組機(jī)械效率的因素可能有哪些呢？包括動滑輪重力、繩子重力、機(jī)械摩擦等因素。包括動滑輪重力、繩子重力、機(jī)械摩擦等因素。(7)實驗反思：①根據(jù)公式和W總＝W有＋W額可知，提高機(jī)械效率可以通過(

AD

)來

實現(xiàn)。(雙選)A.額外功不變，增大有用功B.額外功不變，減小有用功C.有用功不變，增大額外功D.有用功不變，減小額外功②若要提高滑輪組的機(jī)械效率，可以有哪些具體方法呢？ADⅠ.額外功不變的情況下，增大有用功：

?。Ⅱ.有用功無法改變的情況下，減少額外功：

?

?。拉更重的物體使用輕質(zhì)的動滑輪、繩

子、機(jī)械經(jīng)常保養(yǎng)和定期潤滑

(2)影響滑輪組機(jī)械效率的主要因素包括動滑輪自身重力、繩子重力及摩擦等。(3)提高滑輪組機(jī)械效率的方法有增加被拉物體的質(zhì)量；使用輕質(zhì)的動滑輪、繩子；機(jī)械經(jīng)常保養(yǎng)和定期潤滑等。練一練5.下列關(guān)于功、功率和機(jī)械效率的說法，正確的是(

B

)①物體受到的力越大，力對物體做功就越多；②做功越快的機(jī)械，功率

越大；③做功越多的機(jī)械，機(jī)械效率越高；④使用機(jī)械效率越高的機(jī)

械，完成一定量的功就越快。A.①B.②C.①③D.②④B6.用相同的滑輪和細(xì)繩分別組成如圖所示的甲、乙滑輪組，用它們分別

把相同的物體勻速提升相同的高度。不計繩重和摩擦，下列說法正確的

是(

B

)A.甲滑輪組的機(jī)械效率比乙的高B.兩個滑輪組的機(jī)械效率一樣高C.甲滑輪組做的額外功小于乙滑輪組的額外功D.甲滑輪組做的有用功小于乙滑輪組的有用功B7.如圖所示，小明利用滑輪組勻速提升重為240N的重物A上升了3m，

拉力F1大小為100N，不計繩重與摩擦，求此過程中：(1)總功是多少？解：(1)由圖可知，承重繩子股數(shù)n＝3，繩子自由端移動的

距離s＝nh＝3×3m＝9m

此過程中拉力做的總功W總＝F1s＝100N×9m＝900J解：(1)由圖可知，承重繩子股數(shù)n＝3，繩子自由端移動的

距離s＝nh＝3×3m＝9m此過程中拉力做的總功W總＝F1s＝100N×9m＝900J(2)有用功是多少？解：(2)克服物體重力做的有用功W有＝G1h＝240N×3m＝720J

解：(3)所以滑輪組的機(jī)械效率

7.如圖所示，小明利用滑輪組勻速提升重為240N的重物A上升了3m，

拉力F1大小為100N，不計繩重與摩擦，求此過程中：(4)額外功是多少？解：(4)額外功W額＝W總－W有＝900J－720J＝180J解：(4)額外功W額＝W總－W有＝900J－720J＝180J知識點3

斜面的機(jī)械效率(拓展)想一想1.斜面也是一種省力機(jī)械，能省功嗎？填一填2.在斜面上將一個重4.5N的物體勻速拉到高處(如圖所示)，沿斜面向上

的拉力為1.8N。斜面長1.2m，高0.3m。求：(1)哪個力做功是有用功？(

A

)；并計算有用功是多少？A.物體重力做的功B.物體克服摩擦力做的功C.拉力做的功W有＝Gh＝4.5N×0.3m＝1.35JAW有＝Gh＝4.5N×0.3m＝1.35J(2)哪個力做功是總功？(

C

)；并計算總功是多少？A.物體重力做的功B.物體克服摩擦力做的功C.拉力做的功W總＝F拉s＝1.8N×1.2m＝2.16J(3)求這個斜面的機(jī)械效率。

CW總＝F拉s＝1.8N×1.2m＝2.16J

2.在斜面上將一個重4.5N的物體勻速拉到高處(如圖所示)，沿斜面向上

的拉力為1.8N。斜面長1.2m，高0.3m。求：3.小明在“探究斜面的機(jī)械效率與哪些因素有關(guān)”的活動中，提出了以

下猜想：猜想A：斜面的機(jī)械效率可能與物體的重力有關(guān)；猜想B：斜面的機(jī)械效率可能與斜面的傾斜程度有關(guān)；猜想C：斜面的機(jī)械效率可能與斜面的粗糙程度有關(guān)。為了驗證自己的猜想，小明用木板搭成了如圖所示的裝置進(jìn)行探究，記

錄數(shù)據(jù)如表所示，根據(jù)實驗表格，回答下列問題。試

驗

次

數(shù)斜

面

材

料斜

面

傾

斜物

重

G/N拉

力

F/N斜面高度

h/m斜面長

度s/m總功

W總

/J有用

功W有

用/J斜面機(jī)械

效率η1木

板30°54.20.61.25.04360％2木

板30°32.50.61.231.8試

驗

次

數(shù)斜

面

材

料斜

面

傾

斜物

重

G/N拉

力

F/N斜面高度

h/m斜面長

度s/m總功

W總

/J有用

功W有

用/J斜面機(jī)械

效率η3玻

璃30°32.20.61.22.641.868％4木

板42°32.80.60.92.522.495％(1)在實驗過程中，應(yīng)沿斜面向上

?拉動木塊。(2)第2次實驗中斜面的機(jī)械效率η＝

?。勻速60％(3)對比實驗1、2的數(shù)據(jù)可以用來驗證猜想

(填猜想序號)。對比實驗

可以得出斜面的機(jī)械效率與斜面的粗糙程度

?

關(guān)。對比實驗

可以得出斜面的機(jī)械效率與斜面的傾斜程度

?

關(guān)。A

2和3

有

2和4

有

說一說4.世界機(jī)械的發(fā)展史與人類文明的發(fā)展史緊密相連。請你選擇人類機(jī)械

發(fā)展史上的一種機(jī)械裝置，作一次簡單的介紹并與其他同學(xué)交流。略略【典例1】如圖，塔式起重機(jī)上的滑輪組將重為1.6×104N的重物勻速吊

起2m時，用時20s，滑輪組的機(jī)械效率為80％。(1)求提升重物做的有用功；解：(1)提升重物做的有用功

W有＝Gh＝1.6×104N×2m＝3.2×104J解：(1)提升重物做的有用功W有＝Gh＝1.6×104N×2m＝3.2×104J(2)求繩端拉力的總功；

(3)若克服摩擦和鋼絲繩重所做的功是7000J，求動滑輪的重。

答：(略)解：(3)總的額外功W額＝W總－W有＝4×104J－3.2×104J＝8000J則克服動滑輪重力做的功W動＝W額－Wf＝8000J－7000J＝1000J由W動＝G動h可知，動滑輪的重力

答：(略)【典例1】如圖，塔式起重機(jī)上的滑輪組將重為1.6×104N的重物勻速吊

起2m時，用時20s，滑輪組的機(jī)械效率為80％?！镜淅?】如圖甲中力F1水平拉動重為G的物體A在水平路面勻速移動了

s。如圖乙所示改用滑輪組拉動A在同一路面勻速移動了s，拉力為F2。

此過程滑輪組(

D

)

A.總功率為F2sB.額外功為F1sD.額外功為3F2s－F1sD【典例3】如圖所示，把重為G的物體甲從A點豎直向上勻速拉至B點，

此過程繩的拉力對甲做的功為WAB；用平行于斜面的拉力把重也為G的

物體乙從C點勻速拉至與B點等高的D點，此過程中繩的拉力對乙的拉力

對乙做的功為WCD，斜面的機(jī)械效率為(

A

)A強(qiáng)化練習(xí)1.下列說法中正確的是(

B

)A.小剛比小明做功多，則小剛的功率一定比小明的功率大B.小剛比小明做功多，且做功所用時間比小明少，則小剛的功率一定比

小明的功率大C.機(jī)械做的有用功越多，機(jī)械效率越高D.機(jī)械做功越快，機(jī)械效率越高B2.如圖甲，A、B是兩個完全相同的物體，琴琴同學(xué)分別將A、B兩物體

拉到斜面頂端，對物體做功情況如圖乙所示，請問對物體A做的有用功

是

J，對物體B做的額外功是

J。2

0.5

3.用如圖所示裝置測量滑輪組的機(jī)械效率，部分實驗數(shù)據(jù)如下表：實驗

次數(shù)鉤碼重力

G/N鉤碼上升高度h/cm拉力F/N繩子自由端

移動距離s/cm機(jī)械效率η12.051.01566.7％24.051.81574.1％34.0101.83074.1％46.052.515(1)實驗過程中，緩慢豎直拉動彈簧測力計，使鉤碼向上做

?

運動。第1次實驗時，鉤碼上升的時間為3s，此過程中，繩子自由端上

升的速度為

m/s。勻速直線0.05

(2)第4次實驗時所做的有用功為

J，

滑輪組的機(jī)械效率是

％。(3)分析1、2、4次實驗的數(shù)據(jù)可知，使用同一滑輪組提升重物時，重物

重力越

(選填“大”或“小”)，滑輪組的機(jī)械效率越高；

分析

2、3次實驗的數(shù)據(jù)可知，滑輪組的機(jī)械效率與鉤碼上升的高度

?

(選填“有關(guān)”或“無關(guān)”)。(4)用滑輪組提升重物時，下列選項中也可提高機(jī)械效率的是

(填字

母)。A.換用更輕的動滑輪B.加快提升物體的速度0.3

80

大無

關(guān)A

4.如圖所示，同一滑輪采用甲、乙兩種連接方式勻速提升重為100N的

物體，已知滑輪重20N(繩重及滑輪和軸處的摩擦忽略不計)，則手的拉

力：F甲

F乙；機(jī)械效率η甲

η乙(均選填“＞”“＜”或

“＝”)。第4題圖＞

＞

5.《天工開物》是我國古代的科學(xué)著作，書中記載著大量的古代農(nóng)

業(yè)機(jī)械，其中這樣寫道：“凡河濱有制筒車者，堰陂障流繞于車

下，激輪使轉(zhuǎn)，挽水入筒，一一頃于機(jī)內(nèi)，流入畝中，晝夜不息，

百畝無憂。”該段文字描述了筒車這樣一種以水流作動力，用來取

水的機(jī)械，如圖所示。第5題圖(1)請從能量轉(zhuǎn)化的角度，簡要分析筒車的工作原理可以理解為把

?

能轉(zhuǎn)化為

?能。動重力勢(2)若接水槽離取水處高4m，水輪上有12個取水筒，一個