9.5提高机械的效率

第五节提高机械的效率设计理念：1、本节课首先通过具体的情景让学生知道有用功、额外功、总功；在此基础上理解机械效率，并通过探究斜面的机械效率，加深机械效率的认识。

2、通过对机械效率的学习，让学生对效率问题在更广阔的背景下有个初步的概念，使学生把物理学习与自己的生活实际联系起来，在任何事情中注意效率。

教学设计：1．教法设计：（1）通过演示实验，发现在条件相同的情况下，使用机械做的功比不用机械直接做的功要多，从而引入有用功与无用功——额外功的概念。

（2）分析有用功、额外功之后引入机械效率的概念。

2．学法指导：（1）引导学生培养对现有结论质疑的态度——善于从中发现问题。

“使用机械带来的只有好处吗？”，引导学生通过观察实验分析发现问题。

（2）额外功虽然无用，但又不得不做。

可以举例说明，如用动滑轮时除了提起重物，也必须提起滑轮。

（3）注意效率与功率是二个毫不相干的概念。

（这是学生常错的地方，可以列举这二个概念的种种特点，比较它们的不同）（4）从效率公式入手，设计测量简单机械效率的实验方法。

（5）从效率公式入手，学会分析影响效率的因素，总结提高简单机械效率的方法。

教学内容师：如果想对楼房进行装修，需把沙子运到三楼。

请同学们根据需要，选择器械帮助小明家解决这个问题，看看哪个小组选的办法最好？生：小组讨论后自由回答（把沙子装入桶中，用动滑轮把沙子拉到楼上；在地面与楼面之间搭上木板，将沙子装入袋子沿着木板推到楼上……）进行新课师：假如用动滑轮提升沙子，请同学们观看提沙子的过程（媒体显示）。

生：观察思考。

师：对谁做的功是我们需要的？生：对沙子做的功。

师：有用功：使用机械做功时，总功与额外用之差。

（板书有用功：我们所需要的功。

）哪部分功是我们不需要，但不得不做的？生：提桶所做的功，克服动滑轮的重力所做的功。

师：（板书额外功：工作时，对于额外负担所不得不做的功。

）一共做了多少功？生：有用功与额外功之和。

师：总功：使用机械做功时，动力做的功（板书总功：有用功与额外功之和。

初中物理-八年级提高机械的效率教案一、教学目标1. 知识目标：了解提高机械效率的方法和原因；掌握黄斑原理及在应用中的实现。

2. 能力目标：培养学生分析、解决问题的能力；培养工程设计和开发的能力。

3. 情感目标：培养学生工作积极主动的精神；培养学生热爱科学技术，关心科学技术与人类生产，生活和环境的关系。

二、教学重点掌握提高机械效率的方法和原因；理解黄斑原理及在应用中的实现。

三、教学难点运用黄斑原理解决一些实际问题。

四、教学方法讲授法、课堂讨论法、问题解决法。

五、教学过程1. 导入（10分钟）通过谈论一些实际生产生活中的例子，引入“提高机械效率”的话题，并让学生探讨一下什么因素影响了机械效率。

学生回答后，教师将提高机械效率的方法和原因列在板书上。

2. 讲解（30分钟）讲解黄斑原理及在应用中的实现。

黄斑原理：摩擦是机械效率降低的主要原因之一。

为了减少装置的摩擦，必须减少各个零件间的摩擦力，采用不同材料的零件，使运动部分之间的接触滑动变得顺畅，减少了摩擦。

采用润滑或注油来降低摩擦。

使用滚珠或滚筒轴承也可以大大减小摩擦。

在应用中的实现：电梯的升降机构、机器的蜗杆齿轮传动的设计等等。

3. 练习（15分钟）让学生运用黄斑原理解决一些实际问题，例如电车的离合器、汽车的离合器等等。

4. 总结（5分钟）通过回顾提高机械效率的方法和原因，和黄斑原理及在应用中的实现，让学生总结本节课的重点，对本节课所学内容进行巩固。

六、课后作业1. 思考几个其他提高机械效率的方法，并列举几个例子说明。

2. 怎样像黄斑原理一样，用物理原理来解释降低摩擦的其他方法呢？举例说明。

提高机械的效率机械的效率是指机械在工作过程中所实现的输出功的百分比。

提高机械的效率可以减少能源的消耗，节约成本，增强生产力，提高经济效益。

在以下文中，我们将介绍一些提高机械效率的方法和策略。

计划保养和维修保养和维修可以避免机械的故障和停机时间。

合理的计划保养和维修可以使机械保持在良好的工作状态，并延长使用寿命。

在计划保养和维修过程中，应该注意以下几点：•定期检查和更换机械所需的零部件和润滑油。

•调整机械的零部件以保证其最佳工作状态。

•清洁机械的内部和外部。

•定期进行机械的彻底检查，以发现可能导致故障的问题，进行必要的修复。

使用高效的能源高效的能源可以减少机械消耗的能源和成本。

以下是一些使用高效能源的方法：•使用能源效率较高的电机，例如使用高效变频电机，可以将机械能转化为电能的效率提高到90%左右。

•使用逆变器控制电机的速度可以最大程度地减少能源的消耗。

•使用在日光充足的情况下工作的太阳能电池板，提供闲置期间的机械操作所需的能量，减少了机械的能源消耗。

使用机器自动化技术自动化技术可以提高生产效率，降低成本，减少故障和停机时间。

以下是一些使用自动化技术来提高机械效率的方法：•采用PLC（可编程逻辑控制器）和传感器来实现自动化控制，并自动地对机械进行控制和监测。

•采用人机交互界面（HMI）技术，使机械操作更加直观和可控。

•采用机器视觉技术，对机械进行智能检测和识别，把非正常信号输入系统进行统计分析，及时发现隐患，预防故障的出现。

使用高质量的机械零部件高质量的机械零部件可以延长机械的使用寿命，减少故障的发生，提高生产效率。

以下是一些使用高质量的机械零部件的方法：•使用高品质的轴承、齿轮、传动带、皮带等等机械零部件来提高机械的效率和稳定性。

•选用高速钢、硬质合金、不锈钢、合金铸铁等特殊材料制造的高质量零部件，可以在高温高压环境下运行，生产高精度的机械零部件。

•使用智能故障诊断系统，可以在机械出现问题时自动分析并识别出故障的根源，实现故障的快速排除，避免浪费时间和成本。

9.5 学生实验：探究——使用机械是否省功一、学习目标1. 知识与技能：理解功的原理，知道使用任何机械都不省功。

学会分析简单机械在使用过程中的功的情况。

2. 过程与方法：通过实验探究，培养学生观察、分析和归纳的能力。

提高学生的实验操作技能和团队合作能力。

3. 情感、态度与价值观：激发学生对科学探究的兴趣和好奇心。

培养学生的科学探究精神和实事求是的科学态度。

二、教学重点和难点1. 教学重点：功的原理的理解和应用。

通过实验探究验证使用机械不省功。

2. 教学难点：分析简单机械在使用过程中的功的情况。

理解功的原理在实际生活中的应用。

三、教学器材滑轮组实验装置、弹簧测力计、刻度尺、重物（如砝码）、绳子、斜面四、教学过程1. 导入（5分钟）提问：你们在日常生活中有没有使用过机械？使用机械的目的是什么？（省力、省距离、省功等）引导学生思考使用机械是否真的能够省功？引出本节课的探究主题。

2. 新课讲解（5分钟）讲解功的原理：使用任何机械都不省功。

即使用机械时，人们所做的功，都不会少于直接用手所做的功，也就是使用任何机械都不省功。

强调功的原理是物理学中的一个基本原理，它揭示了机械使用的本质。

3. 实验探究（20分钟）实验目的：通过实验探究使用机械是否省功。

实验器材：滑轮组实验装置、弹簧测力计、刻度尺、重物、绳子。

实验步骤：a. 组装滑轮组实验装置，将重物挂在滑轮组下方。

b. 使用弹簧测力计测量提起重物所需的力F1，并记录重物上升的高度h1。

c. 使用滑轮组提起重物，同时用弹簧测力计测量拉力F2，并记录拉力作用点移动的距离s2。

d. 重复实验，改变重物的质量和滑轮组的组合方式，获取多组数据。

e. 分析实验数据，计算直接提起重物和使用滑轮组提起重物所做的功W1和W2，比较两者的大小。

f. 引导学生根据实验数据得出结论：使用机械不省功。

4. 课堂小结（5分钟）总结实验探究的过程和结论。

强调功的原理在物理学中的重要性和应用。

§9.5 提高机械的效率同步学案（一）一、学习目标1．了解什么是有用功、额外功、总功。

2．理解机械效率的概念，会利用公式η = W有用/W总进行有关计算，知道机械效率小于1。

3．知道提高机械效率的意义和主要方法。

二、重点学习（一）总功额外功有用功做一做：参照课本P181页完成图9—29的实验探究想一想：比较测力计两次拉力所做的功，哪次做的功多？为什么？请你写出总功，额外功、有用功的定义和三者之间的关系。

1、__________________叫总功，__________________叫额外功，__________________叫有用功2、三者之间有什么关系？________________________（二）机械效率阅读课本P181最后两段，完成下面的有关内容3、_____________________叫机械效率4、机械效率的计算公式：_____________，其中η表示单位，W总表示单位，W有表示单位。

例题：用一个动滑轮，将200N的物体匀速提升2m高，拉力为120N，此动滑轮的机械效率是多少？（三）机械效率总是一定的吗？做一做阅读并利用提供的器材完成课本P182页实验探究分析：两次测算的机械效率是否相等。

若不相等你能说出其原因吗？结论：对同一个机械来说，它的机械效率是______________（不变或可变）想一想 1、还有哪些其它因素影响机械效率高低？2、机械效率总是大于或等于1吗？为什么？列举生活中你使用的部分机械，想想，是否存在机械效率的问题？怎样提高机械效率？三、反馈练习1．下列说法中正确的是：（）A．机器的功率越大，做的功越多；B．机器的功率越大，效率越高；C．机器的效率越小，做的有用功在总功中占的百分比越小；D．机器的功率越小，效率越低。

2．关于机械效率，下列说法正确的是：()A．机械效率越高，所做的有用功越多B．总功少的机械，机械效率高C．额外功少的机械，机械效率高D．总功一定时，有用功多的机械效率高3.下列机械效率的说法正确的是（）A．机械效率可以提高到100% B．机械效率总小于1C．功率大的机械机械效率高D．机械效率越高,有用功就越多4．如图所示，是工人师傅往高处运送货物的两种方法。

第五节提高机械的效率一、学习目标1、知道什么是有用功、额外功、总功。

2、理解机械效率的概念。

3、知道提高机械效率的方法。

4、在实验探究过程中学会设计实验，收集实验数据，归纳规律。

二、学习重点和难点重点：会求有用功、额外功、总功、机械率难点；提高机械率的方法三、学习活动设计（一）引入新课1、演示：用弹簧测力计直接提升物体和用动滑轮提升同样的物体升到同一高度，比较两次做的功？通过实验证明使用机械由于自身重及摩擦的影响从而产生额外功。

2、通过看书170页三、四、五段找出有用功、额外功、总功和机械效率的概念（1）总功：（2）有用功：（3）额外功：（4）机械效率：注意：（1）总功、有用功、额外功的关系（2）机械效率的公式：η=W有/W总×100‰说明：机械效率是一个百分数，机械效率总是小于1，因为有用功总是小于总功。

3、机械效率公式的应用：例题：用一动滑轮，将200N的物体匀速提升2m高，拉力F为120N，此动滑轮的机械效率是多少？结论：越省力的机械效率越小，同一滑轮组提升不同的重物机械效率不同，提升的物体越重，机械效率越大。

提高机械效率的方法：增加物重，加润滑油减小摩擦，减小机械的重力。

四、应用与训练1、图1所示，用动滑轮拉着有用功是，总功是2、一个斜面长为1米，高为0.6拉力为80牛，则对物体做的有用功为，总功为，额外功为，物体与斜面间的摩擦力为。

4、关于机械效率的以下说法中正确的是（）A、做的有用功越多，机械效率越大B、做的总功越少，机械效率越大C、有用功占总功比例越大，机械效率越大A、额外功与总功的比叫机械效率5、下列叙述中能提高机械效率的是（）A、增大有用功B、减小机械间的摩擦C、减小总功D、减小机械质量6、下列关于功、功率和机械效率的下列说法中正确的是（）A、功率大的机械做功多B、机械效率高的机械省功A、机械效率高的机械做功快 D、功率与机械效率无7、某人只用一个动滑轮把重为200牛的物体匀速提高10米仅用40秒，此人用的力是125牛，则（）A、此滑轮的机械效率为100‰B、拉力做的功为 2000焦C、有用功率为50瓦D、绳子末端上升5米8、使用滑轮组把重物提高0.6下3米，请你在图2所示的图上画出滑轮组的绕线方法。

初中物理教案：如何提高机械效率机械效率是衡量机器工作效能的一个重要指标。

在生产和社会生活中，我们常常需要通过机器来完成许多任务，而提高机械效率就能够更好地利用机械设备，提高生产效能和节约能源。

了解如何提高机械效率是初中物理课程中很重要的一部分。

本文将从减少摩擦力、改变工作方式、选用合适的材料以及保养设备四个方面来探讨如何提高机械效率。

一、减少摩擦力在机器工作中，摩擦力对机械效率的影响非常大。

摩擦力会导致机器运动变慢，甚至停止，从而降低机械效率。

减少摩擦力是提高机械效率的重要途径。

减少摩擦力的方法有很多种，其一是使用润滑剂。

润滑剂可以在减少摩擦的同时，还能保护机械，延长机械使用寿命。

在机械设备使用过程中，加入适量的润滑剂是很重要的。

其二是选择适合的材料。

摩擦力的多少与材料的摩擦系数密切相关，在选材时需要选择摩擦系数较小的材料。

其三是采用机械级联，利用摩擦不断地传递动力，以减少因摩擦而浪费的能量。

这种方法主要用于中小功率的机械设备，但也可以用于大功率机械设备，有效提高了机械效率。

二、改变工作方式改变机器的工作方式也可以提高机械效率。

一般来说，机器的工作方式有负荷、转速和时间三个方面。

我们可以针对这三个方面来进行调整，以提高机械效率。

其一是调整负荷。

如果负荷过大会使设备的工作效率降低，而如果负荷太小，又会造成能源的浪费。

在使用机械设备时需要根据实际情况调整负荷，以达到较好的机械效率。

其二是调整转速。

转速过快会造成能源的浪费，转速过慢又会影响机器的工作效率。

在机器使用过程中，需要调整转速，实现最佳机械效率。

其三是调整时间。

有些机械设备只有在一定时间内使用才能达到最佳效果，如果时间过短或过长都会降低机器的工作效率。

在使用机械设备时，要根据需要的时间进行调整，以达到最佳机械效率。

三、选用合适的材料选用合适的材料也是提高机械效率的重要途径。

不同材料的强度和重量不同，选用合适的材料可以减轻机械设备自身负荷，提高机器的工作效率。

第五节 提高机械的效率-掌门1对1三点剖析：一．有用功（W 有）额外功（W 额）和总功（W 总）功的原理告诉我们：使用机械时，人们所做的功，都不少于不用机械而直接用手所做的功。

其中“不少于”包含两层意思：（1）是“等于”（2）是“大于”。

对于机械做功等于直接用手所做的功，这个结论对于理想机械才是正确的。

理想机械是指一切额外阻力（摩擦力、机械本身重力等）都等于零的机械。

而实际上各种机械工作时都有额外阻力存在，如摩擦力和机械本身的重力。

这样就带来了新的问题，即人们在使用机械时对机械所做的功与直接用手做的功不相等。

这就要提出新的概念：有用功、额外功与总功。

1．有用功（W 有）：利用机械工作时，机械克服有用阻力所做的功叫做有用功。

如果在竖直方向上提高物体，W 有用指纯粹地把使物体改变位置的力所做的功，在滑轮中通常是W 有用=Gh ，如在水平方向移动物体时W 有=f ·S （即克服被移动物体受到的摩擦力所做的功）。

2．机械克服额外阻力所做的功叫做额外功。

额外功一般是指克服机械之间的摩擦所做的功和克服机械本身重力所做的功。

W 额外是指在把物体改变位置的同时不得不用的力所做的功，在滑轮中通常是W 额外=G 动h （忽略绳子与滑轮间的摩擦）3 .总功：是指动力对机械所做的功。

总功等于有用功与额外功之和。

W 总=W 有+W 额4. 如何判别有用功、额外功和总功。

我们可以从机械做功的目的去分析。

例如，要从井里把水打上来，就必须用水桶，在这个做功过程中，克服水的重力所做的功是达到目的的，是有用功，但把水提上来的同时也把水桶提上来了，因此对水桶做的功就是额外功。

有用功和额外功都是人所做的，总功应等于有用功和额外功之和。

二．机械效率1.机械效率定义有用功跟总功的比值，叫做机械效率。

如果用η表示机械效率，则总有W W =η或W W W η=+有有额，总额总W W W -=η。

由于W 有总小于W 总。

因此使用任何机械时，它的机械效率总是小于1，通常用百分数表示，并且机械效率是没有单位的纯数字。

提高机械效率的方法机械效率是建立在有用功和总功的基础上的。

有用功是我们需要的，有价值的功。

今天，店铺为你带来了提高机械效率的方法。

提高机械效率的方法是什么由机械效率的概念和计算公式可知，机械效率由有用功和总功两个因素共同决定，比较机械效率高低时不能只考虑其中一个因素，不能理解成“有用功多，机械效率就高”;或“总功多，机械效率就高(或低)”。

应理解为：当总功一定时，机械所做的有用功越多或额外功越少，机械效率就越高;当有用功一定时，机械所做的总功越少或额外功越少，机械效率就越高;当额外功一定时，机械所做的总功越多或有用功越多，有用功在总功中所占的比例就越大，机械效率就越高。

此外，还值得我们注意的是：一、机械效率与功率无关。

虽然它们都是反映机械性能的物理量，但两者是完全不同的概念。

功率是表示物体做功快慢的物理量，它是由做功的多少和所需时间的长短两个因素决定的。

它们分别表示机械的不同性能，没有必然的联系;二、机械效率与机械是否省力无关。

机械是否省力，是指动力和阻力相比较而言，当动力比阻力小就省力，它与机械效率之间也没有必然的联系。

对滑轮组来说，影响因素主要有四个：物体的重力(G物)、动滑轮的重力(G动，包括动滑轮的个数)、绳重和摩擦，其中物体的重力直接影响有用功，其余的直接影响额外功。

若不计绳重和摩擦，则滑轮组机械效率的主要影响因素是物体的重力(G物)和动滑轮的重力(G动，包括动滑轮的个数)，当动滑轮重一定时，被拉物体越重，机械效率越大;当被拉物重一定时，所用动滑轮越重(或动滑轮的个数越多)，机械效率越小。

所以，在分析机械效率的高低时，不能只看一个因素。

此外，滑轮组的机械效率与物体上升高度(h)和拉力移动的距离(s)无关(因为s=nh，最终s和h会被削掉)、与重物提升的速度和拉力移动的速度无关、与细绳的绕线方法无关。

由此可见，提高机械效率的常用方法是：增大有用功或减少额外功。

对滑轮组来说，提高机械效率的方法有：增加物重、减少动滑轮的重力(如使用轻质滑轮、减少动滑轮的个数等)、减小机械自身零部件的摩擦(如给滑轮添加润滑油等)、以及减小其它辅助用品的重力(如用质量小的绳子、容器等)，在不计绳重和摩擦时，可增加物重、减少动滑轮的重力。

第五节提高机械的效率教学目标1.能理解机械效率。

2.培养学生独立实验的能力。

3.通过实验探究，能正确设计实验，收集实验数据、归纳出科学规律。

4.会计算简单的机械效率问题。

重点：机械效率及实验探究测定滑轮组的机械效率。

难点：理解机械效率的概念。

教具：弹簧测力计一个、刻度尺、滑轮4个、钩码、支架、细线。

教学方法：讲授法、实验法、练习法、讨论法、分析法、自学法、归纳法一、创设情景、引入新课谈到效率，大家并不陌生，像我们日常生活中所说的“学习效率”、“工作效率”等等都是从一定的角度反映了对某些事物的有效利用程度。

机械使用时也要讲效率，机械效率，它表示机械工作时，输出的有用能量与输入总能量的比值或是动力功被利用的有效程度的物理量。

对于同一机械，它的机械效率是否是一定的？机械效率的高低如何测得？机械效率有单位吗？如何表示它呢？二、投放学案、引导自学【教师活动】组织学生阅读课本，完成学案上的“自主学习”部分。

初步感知本节课的内容。

走入学生中间，及时发现、指导学生自学。

【学生活动】阅读课本，完成学案上的“自主学习”部分。

初步了解做功和做功的必要条件的有关内容。

三、合作共建、经历过程1．有用功的定义：对人们有用的功叫有用功,W有=Gh。

任何机械本身都受到重力作用，相对运动的零件间又存在磨擦，所以使用任何机械，不仅要作有用功，还不得不做，不可避免的要做额外功，这时动力所做的总功等于有用功加额外功。

2．额外功：人们不需要但又不得不做的功叫额外功。

W额=W总- W有h sFF3．总功：有用功和额外功之和。

W 总=FS4．机械效率：有用功跟总功之比。

%100⨯=总有用W W η有用功总小于总功，所以机械效率总小于1。

机械效率通常用百分数表示，例如总功是500 J ，有用功是400 J ，机械效率就是400 J /500 J =0.8=80%。

5.探究实验：测量滑轮组的机械效率拉力F/N 测力计上升的距离s/m总功W 总/J钩码重G/N 钩码上升高度h/m 有用功 W 有/J机械效率η（1）组装滑轮组（2）测量钩码的物重G（3）测量匀速拉动细绳用滑轮组升高钩码时的拉力F （4）同时测量钩码升高的高度h 与细绳拉动的距离s （5）计算有用功W 有、总功W 总，应用效率公式求机械效率。

《如何提高机械效率》定期维护，效率持久在现代工业生产和日常生活中，机械发挥着至关重要的作用。

然而，随着使用时间的推移，机械效率往往会逐渐降低，这不仅影响工作进度，还可能增加成本和安全隐患。

那么，如何提高机械效率并使其保持长久呢？定期维护是关键。

首先，我们需要明确什么是机械效率。

简单来说，机械效率就是有用功与总功的比值。

当机械在运行过程中，克服无用阻力所做的功越少，有用功所占的比例越大，机械效率就越高。

要提高机械效率，就得从减少无用功和提高有用功两方面入手。

定期维护能够有效减少机械部件之间的摩擦。

机械在运转时，各个部件之间不可避免地会产生摩擦。

长时间的摩擦会导致部件磨损，增大阻力，从而消耗更多的能量。

通过定期添加润滑油、润滑脂等润滑剂，可以在部件表面形成一层保护膜，减少摩擦系数，降低因摩擦产生的能量损耗，提高机械效率。

同时，定期维护有助于保持机械的良好运行状态。

在日常使用中，机械可能会出现零部件松动、变形、裂纹等问题。

如果不及时发现和处理，这些小问题可能会逐渐恶化，最终导致机械故障，严重影响效率。

定期进行检查，紧固螺丝、更换磨损的零件，可以让机械始终保持稳定的运行状态，提高工作效率。

另外，清洁也是定期维护的重要环节。

机械在工作过程中，会沾染灰尘、油污等杂质。

这些杂质如果堆积在机械内部，会影响散热，增加机械的运行负担，甚至可能导致短路等故障。

定期清理机械表面和内部的污垢，可以保证机械的正常散热，降低故障发生率，提高效率。

以汽车发动机为例，定期更换机油和滤清器，可以防止机油中的杂质磨损发动机部件，保证发动机的正常润滑和散热，从而提高发动机的功率输出和燃油经济性。

如果长期不进行维护，发动机内部会积累大量的油泥和积碳，导致动力下降、油耗增加，甚至出现严重的故障。

对于工业生产中的大型机械设备，如机床、起重机等，定期维护更是至关重要。

定期对机床的导轨、丝杠等进行精度调整和润滑，可以保证加工精度和生产效率；对起重机的钢丝绳、吊钩等进行检查和维护，可以确保起重作业的安全和高效。