10.5 机械效率
沪科版八年级全册物理教案：10.5机械效率
《机械效率》◆学情分析从实验能力分析:学生已经知道实验的基本操作规范,掌握测力计的使用、刻度尺的使用和读数、实验表格的绘制等基本技能,通过前面滑轮组的学习,学生基本掌握滑轮组的组装及钩码上升距离H和绳子自由端移动距离S之间的数量关系,为本节实验顺利完成打下良好的基础。
从教习方法方面分析:学生已熟练掌握控制变量法,为通过活动一获得的数据分析出影响机械效率的因素提炼,以及活动二验证实验方案的创造提供了教法和学法上的支撑。
从学力方面分析:初二下学期的学生无论从数学逻辑能力的发展,还是在物理思维发展,以及交流合作的能力发展,都已初步成型,为本节课的课前自学和课堂上两个实验方案的推出提供了学力上的支撑。
◆教学目标【知识与能力目标】(1)能结合实例认识有用功、额外功和总功；(2)理解机械效率的概念、会计算机械效率。
【过程与方法目标】(1)通过实验体验、数据分析，加深对有用功、额外功、总功的理解，培养学生设计实验方案、分析实验数据、归纳实验结论的科学素养。
【情感态度价值观目标】(1)在学习过程中培养发现问题、提出问题、解决问题的能力；(2)培养探索自然现象和日常生活中的物理知识的兴趣；(3)密切联系实际，提高科学技术应用于日常生活的科学态度。
◆教学重难点◆理解机械效率概念、通过实验探究发现提高机械效率的方法【教学难点】设计实验方案、分析实验数据、归纳实验结论◆教学方法讨论、实验探究2课时1.多媒体课件。
2.实验器材：探究滑轮组机械效率的器材：滑轮（三个，有一个较重）、钩码（200g 两个）、细绳、弹簧测力计、铁架台、刻度尺机械效率（第一课时）一、复习引入1、什么叫功？做功的条件是什么？2、功的计算公式是什么？下面我们就来进行有关测量和计算。
二、新课讲授 学生活动一1．用弹簧秤缓慢匀速拉动绳端，使重物G 升高；从弹簧秤读出拉力F 的值，用刻度尺测出重物提升的高度h 和弹簧秤移动的距离S ；若 实验数值G ＝2N ，h ＝0.5m ，F ＝ N ，s ＝1m,则：（1）弹簧秤的拉力（动力）对动滑轮做的功：W 动＝Fs ＝____N ×_____m ＝_________J ，（2）提高重物对物体所做的功W 重＝Gh ＝_______N ×________m ＝___________J由实验可以看到:W 动__________W 重， 提问：W 动 W 重相等吗？这是为什么？2、教师引导学生掌握有关概念：（1）．总功：使用机械做功时，动力的功。
10.5机械效率
对人们有用的功 有用功
即：机械对物体所做的功 W=Gh
【思考】
➢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。
《10.5 机械效率 》
课标要求
3.2.3知道机械效率。了解提高机械效率的 途径和意义。 例2测量某种简单机械的机械效率。 3.2.4了解人类使用机械的历程。了解机械 使用对社会发展的作用。 活动建议：查找资料，了解人类利用机械的 使用对社会发展的作用。
学习目标：
1、了解有用功、额外功和总功的概 念，知道它们之间的关系。
2、理解机械效率及公式。 3、知道影响机械效率大小的因素。
【课前热身】
用弹簧测力计将重为2N的钩 码匀速提升0.1m高度，求： 对钩码做功是多少？
h=0.1m W=Gh=2N×0.1m=0.2J
【思考】
机械可以省功吗？
我们是否可以借助机械，做较少的功，把 物体提升一定高度呢？
【任务一:探究机械装置是否省功】
1.2.机械效率
W有 100%
W总
3.同一机械，机械效率不是一定的
(1)机械效率与物重有关。 (2)机械效率还与动滑轮的自重、绳子的摩 擦有关。
【作业】
查阅资料，思考： 人们不断改进机械，提高机械 效率的意义。
谢 谢！
实验器材：
刻度尺、钩码、弹簧测力计、 滑轮、铁架台、细绳。
测一测：分小组完成实验，将实验数据填入表格中
实验序号 1 2 3
表1 小组实验数据记录表 G/N h/cm F/N s/cm η
八年级物理全册 10.5机械效率教案 (新版)沪科版-(新版)沪科版初中八年级全册物理教案
10.5机械效率（4）会利用公式η＝W有／W总进行有关计算．（5）知道提升物体时，有用功与总功的计算方法，会计算机械效率。
（6）会测定滑轮组的机械效率，并会运用控制变量法的实验方法进行探究实验。
（三）自学指导：（15min）1、有用功、额外功、总功、机械效率的概念：①用机械做功间接完成任务为什么要多做功？②这部分功对完成任务有用吗？不做行吗？③揭示：有用功、额外功、总功的概念④例举：举生活中从井中提水的例子请找出有用功、额外功、总功我们把叫机械效率公式：2、讨论：η的取值X围-------总小于1机械效率的强化：出示一些常见的机械的机械效率做为了解，知道使用任何机械，机械效率都小于1探究讨论：用滑轮组提升物体的机械效率与什么因素有关？（1）、（2）、（3）、根据讨论的结果进行实验验证。
（四）、当堂检测：（15min）1．对完成工作任务无用而又必须做的功叫做______，有用功和额外功之和叫做_____。
2．如图1所示，物重40N，滑轮重10N，用力F匀速向上提起重物时，拉力F的大小为______，滑轮组的机械效率是______。
（绳重和摩擦不计）3．如图2是测定滑轮组的机械效率的实验装置，除了图中器材外，还需要________和________；除钩码重外，还要测出的数据有_________、_________、________；弹簧测力计的拉力方向应_______，钩码应________上升；将图中钩码减少一个，则滑轮组的机械效率将_________。
4．如图3所示，物体A的质量是100kg，在力F的作用下物体以0．5m/s 媒体展示（滑轮组提升物体的情景）学生分组讨论分组完成实验验证快速完成当堂检测，小组之间讨论并质疑。
的速度沿水平方向匀速前进。
若A与水平面间的摩擦力为物重的1/2，滑轮组的机械效率为80%，则5s内拉力的有用功是______J，拉力F是______N。
（g取10N/kg）5．用图4所示的滑轮组甲和乙，提起同样重的物体时甲滑轮组的机械效率为η甲，乙滑轮组的机械效率为η乙，则可判定η甲______η乙；如果用乙滑轮组第一次提起重G1的重物，机械效率为η1，第二次提起重为G2的重物（G1> G2），机械效率为η2，则可判定η1______η2。
10.5 机械效率
功是 克服桶的重力做功 ，额外功是克服水的重力做功 ，
总功是 拉力所做的功
。
例4、某同学发现若用如图装置也能将30N的重物匀速 提高1m，而且绳子自由端拉力为9N，每个滑轮仍重 2N，求：此时的有用功、总功和额外功的大小。
W有=Gh=30J W总=Fs=36J W额=W总-W有=6J
W有=Gh=30J W额=G动h=4J W总=W有+W额=34J
械效率（选填“大于”、“小于”或“等于”）
次 钩码重 钩码上升高 弹簧测力计 弹簧测力计移
数 /N
度/cm
示数/N
动距离/cm
1
2
10
0.8
40
2
5
5
1.5
20
用如图所示的实验装置测量杠杆的机械效率．实验时，竖直向上匀速拉动弹簧测 力计，使挂在较长杠杆下面的钩码缓缓上升． （1）实验中，将杠杆拉至图中虚线位置，测力计的示数F为____N，钩码总重G 为1.0N，钩码上升高度h为0.1m，测力计移动距离s为0.3m，则杠杆的机械效率为 _____%．请写出使用该杠杆做额外功的一个原因：_______________． （2）为了进一步研究杠杆的机械效率与哪些因素有关，一位同学用该实验装置， 先后将钩码挂在A、B两点，测量并计算得到下表所示的两组数据：
你能算一下刚才两种机械的效率大小吗？
W有=30J W总=36J W额=6J
W有=30J W总=33J W额=3J
η=83.3％
η=90.1％
机械效率83.3%，你能说出它表示的意义是什么吗？
使用该机械工作时所做的有用功与总功的比值是83.3%
例5、如图所示，A物质的重力为600N，物体A在 F=100N的拉力作用下，沿水平方向匀速前进了2m。 若该装置的机械效率为80％，物体A在水平方向上受 到的阻力?
10.5机械效率
小试牛刀
1.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？ 答:从井里捞桶的目的是把桶捞上来，所以提 桶的功是有用功，提起桶里带的水的功是 额外功．
我们把有用功和总功中的比值叫机械效率。计算公式 为：
W有用 W有用 100% 100% W总 W有用 W额外
已知：G=1N，h=0.2m，F=0.6N，s=2h=0.4m.
求：η. 解：W有
Gh 1N 0.2m 0.2J W总 Fs 0.6N 0.4m 0.24J
W有 0.2J η 100% 100% 83.3% W总 0.24J
答：此动滑轮的机械效率约是83.3%.
城前中学 苏士相
10.5 机械效率（第一课时）
温故知新
1.什么叫功？ 2.怎样计算功？
已知: 水重100N,桶重5N,桶 和水升高的高度为6m.
那么： 拉力对水做的功为多少 焦耳？
拉力对桶做的功为多少 焦耳？ 拉力（动力）总共做的 功为多少焦耳？
已知: 水重100N,桶重5N,桶 和水升高的高度为6m.
对水做功：
W=Fs=Gh=100N×6m =600J 对桶做功： W=Fs=Gh=5N×6m=30J 拉力做功： W=Fs=(G水+G桶)h =(100N+5N) ×6m=630J
想一想
1.我们的目的是什么？做哪 些功？ 想 一 2.哪些功是对我们有用的？ 有用功
想
已知: 水重100N桶重5N桶和水 升高高度为6m 对水做功： W=Fs=Gh=100N×6m=600J
η无单位，而且是一个百分数。 问:思考机械效率会大于１吗？为什么？
10.5机械效率 第2课时
你组装成的滑轮组！
匀速拉动弹簧秤使钩码升高到某一位 置处，从弹簧秤读出拉力F的数值
钩码上升的高度（h）
细绳自由端通 过的距离（s）
实验步骤：
1. 照课本图把滑轮组和刻度尺安装好，测出钩码G 的值，并记录表中。 2. 匀速竖直拉动弹簧测力计，使钩码G上升，读出 弹簧测力计所示拉力F的值 ，从刻度尺读出钩码 升高的距离h和弹簧测力计移动的距离S，记录数 据在表格中。 3. 分别算出有用功和总功、机械效率。记录结果。 4. 再安装另外的滑轮组，再重复上面的实验。
影响滑轮组机械效率的因素
• 1、滑轮组轮与轴及轮与绳之间的摩擦 • （减小摩擦可以减少额外功，提高机械效 率） • 2 、所提升的物重 • （物重增加，机械效率也提高） • 3、动滑轮的自重 • （减少动滑轮的重力，机械效率也提高）
如何提高机械效率？
▲改进机械的结构，减小机械自重 例如：动滑轮太重，使滑轮组机械效率很低， 换用较轻滑轮就可提高其机械效率。 ▲ 减小机械间的摩擦力。 例如：加强机械运动部位的润滑.
第十章 机械与人
第五节 机械效率
(第2课时)
测量滑轮组的机械效率
【实验原理】
讨论： 为得出滑轮组的机械效率，需要求出 有用功和总功，为此需要测出哪些物 理量？每个量怎样测量？
实验器材：
刻度尺、钩码、弹簧秤、滑 轮组两个、铁架台、长约2m 的细绳。
使用弹簧测力计时首 先要做的是什么呢？
用弹簧测力计 测钩码Байду номын сангаас重力
物重G/N
高度h/m 有用功W有/J 拉力F/N
0.5N
0.1m 0.05J 0.4N
1N
0.1m 0.1J 0.6N
距离S/m 总功W总/J
[配套K12]八年级物理全册 10.5机械效率教案 (新版)沪科版
![[配套K12]八年级物理全册 10.5机械效率教案 (新版)沪科版](https://img.taocdn.com/s3/m/08827b3bbed5b9f3f90f1cd6.png)
10.5机械效率2是测定滑轮组的机械效率的实验装置，除了图中器材外，还需________和________；除钩码重外，还要测出的数据有__________________、________；弹簧测力计的拉力方向应_______，钩码应________上升；将图中钩码减少一个，则滑轮组的机械效率将_________。
3所示，物体A的质量是100kg，在力F的作用下物体以4所示的滑轮组甲和乙，提起同样重的物体时甲滑轮组的机械效，乙滑轮组的机械效率为η乙，则可判定η甲______η乙；如果用乙滑轮组第一次提起重G的重物，机械效率为η1，第二次提起重为，则可判定η1______η2。
（不考虑绳重和《机械效率》练习一、单选题1、建筑工人用如图所示的滑轮组,将重800 N的重物匀速提高5 m,拉力所做的功为4 800 J,则该滑轮组的机械效率是( ).A. 67%B. 73%C.83% D. 100%2、小明用两个相同的滑轮组成不同的滑轮组(如图所示),分别将同一物体匀速提高到相同高度,滑轮组的机械效率分别为η1,η2.下列关系正确的是(忽略绳重及摩擦) ( ).A. F1>F2,η1=η2B. F1>F2,η1>η2C.F1<F2,η1=η2 D. F1<F2,η1>η23、如图所示,拉力F=125 N,在10 s内将重物匀速提升2 m,滑轮组的机械效率是80%.则下列说法正确的是( ).A. 绳子自由端移动的距离为6 mB. 物体重是375 NC. 拉力F做的功是250 JD. 拉力F的功率为25 W4、使用滑轮组提升重物,能提高机械效率的做法是( ).A. 增加提升高度B. 增加滑轮的重量C. 提起更重的物体D. 三种说法都对5、如图所示,用拉力F使物体竖直匀速上升,下列说法正确的是( ).A. 对物体做的功是额外功B. 拉力F做的功是有用功C. 拉力F移动的距离是物体移动距离的2倍D. 增加物体重力可以提高滑轮组的机械效率6、两个滑轮组如图所示,已知每一个动滑轮的重相同,均为G0,摩擦力和绳重不计,用它们匀速提起同一重为G=5G0的物体时,甲、乙两个滑轮组的机械效率之比为( ).A. 6:7B. 7:6C.5:6 D. 5:77、利用机械效率不同的三种机械,分别把同一物体提高相同的高度,若η1<η2<η3,则下列关系正确的是( ).A. W总1<W总2<W总3B. W总1>W总2>W总3C. W总1=W总2=W总3D. 无法判断8、下面关于提高机械效率的说法正确的是( ).A. 减轻机械自重是提高机械效率的唯一方法B. 增大重物提高的高度可以提高机械效率C. 改变绳子的绕法可以提高机械效率D. 在可能的条件下,增加所提升物体的重量可以提高机械效率二、填空题9. 如图所示,工人利用滑轮组以250 N的拉力将400 N的水泥匀速提高2 m.则此过程中,工人拉力做的功是J;该滑轮组的机械效率是;工人对地面的压力与其重力相比要(选填“大”或“小”).10、在图中,重为500 N的物体与地面间的摩擦力是150 N,为使物体匀速移动,必须在绳端加以60 N的水平拉力,则滑轮组的机械效率约为;若物体的移动速度为0.2 m/s,则1 min内拉力做的功是J.11、如图,用滑轮组提升一重物,物体的质量为500 g,钩码在4 s内被匀速提升了2 cm,已知弹簧测力计的拉力F为2.5 N,则提升重物的过程中,拉力F的平均功率为W,滑轮组的机械效率为%。
10.5机械效率3
学习目标
• 1.理解机械效率的概念，会利用公 1 0 0 % 进行有关滑轮组的 式 W W 机械效率的计算。 • 2.自主探究，合作学习，掌握机械 效率的计算。 • 3.激情参与，提高合作与探究学习 的能力。
有 总
导学案完成情况反馈
小组 1组 2组 3组 4组 完成好的同学 小组得分
出的示意图。已知货物的质量为600kg，所受轨道的摩擦力为 其重力的0.1倍，人的拉力为400N。若人以0.5m/s的速度匀速前 行，经100s将货物拉出仓库，g取10N/kg,。求在此过程中： （1）人做的有用功为多大？（2）人拉力的总功为多大？ （3）滑轮组的机械效率为多少？ 分析：水平方向拉动物体，目的是克服摩擦力做功，所以 物体移动的距离s物= = m， 物体与地面的摩擦力f= = N， 则W有= = = J 而人实际用的拉力为F= N， 绳子自由端移动的距离s= m 所以人所做的W总= = = J 则机械效率η= = = 。
3.本节课的优秀小组？
水平方向上拉动物体
小结：水平方向拉动物体，所用拉力
为F，物体与地面的摩擦力为f，物体移 动的距离s物，绳子自由端移动的距离为s， 承担动滑轮的绳子段数为n。
则 W有 = ， W总 = ，
η= 以表示为η=
。
而且，由于s =ns物，所以机械效率还可
=
（写出表达式）
学科班长总结
1.本节课的收获？
2.本节的激情如何？
竖直方向提升重物
小结：如果不计绳重和摩擦，用滑轮
组提升重物G，动滑轮自重G动，所用拉 力为F，物体升高h，绳子自ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ端移动的 距离为s，承担动滑轮的绳子段数为n。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
W总= W有+ W额
W总=Fs
提升沙子是目的， 有利用价值，
对沙做的功是对 人们有用的功：
有用功
W有=G沙h
1、利用机械工作时，对人们有用的功叫_有__用__功___， 对人们无用但又不得不做的功叫__额__外__功__，
W总=__W__有_+__W__额__.
2、有用功为600J，总功为800J,则额外功是__2_0_0__J，
作业布置：
1、课本P205 作业第3题(不用画图) 2、资料书相关习题
14
h=2m
S=2h=4m F=120N
G=200N
机械效率总是一定的吗？
提出问题：同一个机械它的机械效率是否是一定的？ 猜想：1、同一机械，机械效率是一定的。
2、同一机械的机械效率不总是一定的。
实验探究:滑轮组的机械效率与所挂物体的重力的关系
拉力F 绳的自由端 通过的距离s
物重G 提升高度h
结论：滑轮组的机械效率 与所挂物体的重量有关， 所挂物体越重，则滑轮组 的机械效率越大。
机械效率
有用功与总功的比值叫机械效率，
用希腊字母h（伊塔）表示。
公式：无单位
J
h = W有 ×100%
W总 J
W有=h1、机械效率没有单位，一般用百分数表示。 2、η ＜1 3、计算机械效率（η）时，若除不尽保留
到百分数小数点后一位。
联系生活：起重机的机械 效率是40%，它表示什么 意思？
滑轮组：60% ~ 80%
1、当你用水桶从井中提水的时候，你对桶做的功是 __额__外__功___；如果桶掉进水里，从井里捞桶的时候，捞上 的桶里带了一些水，这时候你对水做的功是__额__外__功__。 （选填“总功”、“有用功”或“额外功”） 2、一台起重机将重3600N的货物提升4m，如果该起重机 的机械效率是60%，则起重机做的有用功是__1_4_4_0_0__J， 总功是__2_4_0_0_0___J，额外功是____9_6_0_0____J。
甲 乙
钩 码 钩码上升 重 高度h/m G/N
有用功 拉 力 绳子自由端 总功
W有/J F/N
移动的距离 s/m
W总/J
机械效率η
1 0.5N 0.2m 0.1J 0.42N 0.4m 2 1N 0.2m 0.2J 0.76N 0.4m 3 1.5N 0.2m 0.3J 1.05N 0.4m
0.168J 0.304J 0.42J
答：使用起重机提升重物时所做的有用功 跟总功的比值是40%。
例题1 用一个动滑轮,将200N的物体匀速提升2m，拉力F为
120N，此动滑轮的机械效率是多少？
已知：G=200N，h=2m,F=120N,s=2h=4m. 求：η
解：W有 =Gh=200N×2m=400J
Wh总==WWF有总s== 144802000JJ N1×0040m0 =834.38000J 答：此动滑轮的机械效率是83.3％
60.5% 65.8% 71.4%
结论：同一机械的机械效率不总是一定的。 滑轮组的机械效率与哪些因素有关？
答：1、物重有关。 2、动滑轮的自重和绳子的摩擦有关。
如何提高机械效率？
1、增加所挂物体的重量 2、减小机械的自重 3、减小摩擦
甲 乙
一些机械的机械效率：
皮带传动的机械效率： 94% ~ 98%
f摩擦=1N
h=1m
G动=2N
G物=10N
G物=10N，h=1m,s=2h=2m.
F=1/2（G物+G动）+f摩擦 =7N
W=Fs=7N×2m=14J
要提升沙子，同 时必须将动滑轮 和口袋也提升， 同时还要克服摩 擦做功。这些功 是对人们无用但 又不得不做的功：
额外功。
W额= W总-W有
机械的三种功
§10.5 机械效率
P202-204
讲授人：赵双亮
1、知道什么是有用功、额外功和总功。
2、理解机械效率的定义及计算公式，并 会进行简单的计算。
3、知道提高机械效率的主要方法。
人们使用机械的目的： 1、为了省力； 2、为了操作方便。
功的原理
F=7N
s=2h=2m
h=1m
F=10N
G物=10N G物=10N，h=1m,F=G物=10N,s=h=1m. W=Fs=G物h=10N×1m=10J