第十二章 简单机械 第3节 机械效率(A案)

人教版 八年级物理下册 第12章《简单机械》第3节 机械效率 讲义（知识点总结+例题讲解）序号 知识点难易程度 例题数 变式题数 合计 一 有用功和额外功 ★ 3 3 22二 机械效率★★ 4 4 三 测量滑轮组的机械效率 ★★ 2 2 四杠杆和斜面的机械效率★★22一、有用功、额外功、总功：1.有用功（W 有） ：为了达到工作目的，必须要做的功。

如右图，克服物体重力所做的功就是有用功： W 有=GhG ：物体的重力； h ：物体提升的高度；2.额外功（W 额）：对人们没有用但不得不做的功；3.总功（W 总）：利用机械做功时，对机械所做的功叫做总功；4.说明： （1）W 总=W 有+W 额（2）总功、有用功、额外功的单位都是焦（J ）。

5.杠杆和斜面做功：【例题1】水桶掉进水里，打捞时桶里带些水，下列所述中属于有用功的是（）A.把桶中水提高做的功B.手对绳子拉力做的功C.提整个桶做的功D.把桶提高做的功【变式练习1】甲吊车比乙吊车的机械效率高，当它们分别把相同质量的物体匀速提升相同高度时，则（）A.甲吊车的电动机做的有用功较多B.甲吊车的电动机做的总功较多C.乙吊车的电动机做的额外功较多D.甲、乙两吊车的电动机做的总功相同【例题2】卖茶杯的人，从货架上拿起茶杯；喝茶水的人，从桌面上端起盛茶水的茶杯，就两人克服茶杯重力做功的下列说法中正确的是（）A.都是有用功B.都是额外功C.对喝茶的人而言是有用功D.对卖茶杯的人而言是有用功【变式练习2】如图所示，小明用桶把一些沙子运上三楼。

在此过程中（）A.小明克服自身重力所做的功是总功B.小明克服沙子重力所做的功是有用功C.小明克服沙子重力所做的功是额外功D.小明克服桶的重力所做的功是有用功【例题3】如图所示，斜面长度为4m，高度为1.5m，用平行于斜面的拉力F＝50N，将重为100N 的物体由斜面的底端匀速拉到顶端，拉力对物体做的有用功为J，拉力做总功J，物体受到的摩擦力N。

第三节机械效率学习目标1.理解什么是有用功，额外功和总功，理解三功之间的数量关系。

2.知道什么是机械效率，并能用机械效率公式准确计算。

3.知道机械效率取值范围及原因。

【预习生成】知识回顾：（要求：独立完成）时间3分钟每空0.5分1.做功的两个必要因素：一是物体要作用，二是物体要在方向上通过一定的。

2.功等于与的乘积。

用公式表示。

3.功的原理：使用任何机械都不______。

即W用机械 ____W不用机械.4.光滑程度相同的斜面，越平缓越______（省力或费力）。

【新知探究】1.有用功、额外功和总功时间20分钟每空 0.5分我们学校的学生宿舍楼正在建设中，现在需要把100N重的沙子运到6m高的楼上, 利用P107页的三种方法向宿舍楼上运沙子，按表中要求通过计算回答哪种方法最好？哪种最不好？并说明理由。

问题：1.本图中我们的目的是_________________________________。

2.以方法二为例：A.那么为了完成目的而做的功是对_____做的功。

这部分功等于______________J。

B.为了达到目的不得不多做的功是对_______做的功。

这部分功等于__________J。

C.那么在整个过程中人所做的总功是对____和______做的功。

这部分功等于______J。

结合108页内容总结：有用功是_______________________________________________。

额外功是________________________________________________。

总功是____________________________________________。

【达标检测】1.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，有用功和额外功的总和是__________。

2.乙从井中捞水桶，桶中带有半桶水，则对_____做的功是有用功，对____做的功是额外功，___________________________是总功。

第12章简单机械第一节杠杆1.各式各样的剪刀都是一对对的杠杆。

在图12.1-5中,哪些是省力杠杆,哪些是费力杠杆?要剪断铁片,应该使用哪种剪刀?剪纸时应该使用哪种剪刀?修剪树枝时应使用哪种剪刀?为什么?2.在图12.1-6中分别画出钳子、自行车手间这两个杠杆(图中深色部分)工作时的支点、动力和动力臂、阻力和阻力臂。

3.图I2.1-7为指甲剪的示意图,它有几个杠杆?分别是省力杠杆，还是费力杠杆?答：有三个杠杆，最上方的是省力杠杆，下方带刀口的互成杠杆，属于费力杠杆。

4.搬运砖头的独轮车,车箱和砖头所受的总重力G=1000N,独轮车的有关尺寸如图12.1-8所示。

推车时,人手向上的力F应为多大?已知：动力臂L1=1m 阻力臂L2=0.3m 阻力F2=G=1000N求：动力F1解：由杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得F1= = =300N答：人手向上的力应为300N。

用于剪铁皮，需用很大的力。

这把剪刀属于省力杠杆。

用于修剪树枝，需用较大的力。

这把剪刀属于省力杠杆。

用于剪纸，不需要太大的力，这把剪刀属于费力杠杆。

第二节滑轮1．物体重1000N,如果用一个定滑轮提起它,需要用多大的力?如果用一个动滑轮提起它,又要用多大的力(不计摩擦及滑轮自重)?答：在不计摩擦力和滑轮自重时，用一个定滑轮提起它需要1000N的力；如果用一个动滑轮提起它则需用500N的力。

（定滑轮不省力、动滑轮省一半的力）2.仔细观察自行车,看看它上面有几种简单机械,分别说明它们各起到了什么作用。

答：自行车的龙头和脚踏板属于轮轴，起到省力的作用。

（答案不唯一）3.解释图12.2-1的科学漫画。

一个人要拉起比他体重大的重物,用定滑轮行吗?应该怎么办? 答：一个人要拉起比他体重大的重物，用定滑轮是不行的；找几个人帮忙，或者改用动滑轮吊起。

4.利用如图12.2-7甲所示的滑轮组提起一个重为2000N的物体,不计摩擦及滑轮自重,绳子的拉力F等于多少?如果要用这个滑轮组达到更加省力的效果,绳子应该怎样绕?请在图12.2-7乙中画出绳子的绕法,并计算此时拉力的大小。

第十二章 简单机械 §12.3 机械效率一、机械效率1、有用功：使用机械时，为了达到目的而必须做的功，叫做有用功。

用W 有用表示 （有用功相当于不使用机械时，人直接对物体所做的功。

） 当提升重物时，W 有用＝Gh ＝W 总－W 额＝W 总η2、额外功：在工作时，人们不需要的但不得不做的功，叫做额外功。

（使用机械时，由于克服摩擦以及机械自重所做的功就是额外功。

） W 额＝W 总－W 有用在忽略绳重、摩擦的前提下，滑轮组的额外功W 额＝G 动滑轮h 斜面的额外功W 额＝fs ，f 为摩擦力3、总功：有用功加额外功是总共做的功。

W 总＝W 有用＋W 额外＝Fs ＝ηW 有用斜面的总功W 总＝fs ＋Gh ＝Fs4、机械效率：有用功跟总功的比值叫机械效率。

它表示做功的有效程度。

公式：总有用W W =η有用功总小于总功，机械效率总小于1。

机械效率通常用百分数表示。

提高机械效率的方法：① 减小机械自重；② 减小机件间的摩擦，保持零件间的润滑。

提高滑轮组机械效率，还有一种方法是在绳能承受的范围内增加物重。

二、影响滑轮组机械效率大小的因素 1、滑轮组的机械效率（忽略绳重、摩擦）（万能公式）动动动额有用有用总有用总有用GG G G G h G Gh Gh W W W W W FnG Fnh Gh Fs Gh W W +=+=+=+======11ηη2、滑轮组机械效率的高低与动滑轮重、摩擦力的大小、物重等因素有关。

绕线方法不影响滑轮组的机械效率。

3、使用相同的滑轮组提升重物时，物体越重，滑轮组的机械效率越高。

原因：使用相同的滑轮组提升重物时，额外功不变，而物体变重，有用功变大，有用功占总功的比值变大，机械效率提高。

4、使用滑轮组时，轮与轴之间的摩擦力越小，机械效率越高。

当被提升的物体重力相同时，动滑轮越轻，滑轮组的机械效率越高。

三、影响斜面机械效率大小的因素 1、斜面的机械效率fsGh GhW W W W W FsGhW W +=+====额有用有用总有用总有用ηη斜面机械效率的高低与斜面的光滑程度及斜面的倾斜程度有关。

第十二章简单机械教案.docx第十二章第1节杠杆一、教学目标(一)知识与技能1认识杠杆，知道杠杆的几个概念，会确认并画出力臂；2知道杠杆平衡条件；3了解杠杆的一些应用。

(二)过程与方法1通过观察和实验，了解杠杆中的几个概念。

2经历探究杠杆平衡条件的过程，进一步学会提出问题，分析归纳实验数据。

(三)情感、态度与价值观1关心社会生产、生活，保持对自然的好奇心，并乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理。

2逐步建立辩证唯物主义的世界观。

二、学重难点重点：引导学生通过探究得出杠杆平衡条件。

难点：1理解力臂概念、画法。

2杠杆平衡条件的运用。

三、实验器材及教学媒体的选择与使用铁架台，木棍，砖块，绳子，弹簧测力计，钩码，杠杆原理演示器，三角板，多媒体设备等。

四、教学过程(一)创设情景，引入新课1用古埃及人搬运巨石修建金字塔的故事导入；2出示砖块、铁架台、木棍、细绳等，请同学上台模拟古埃及人搬运巨石修建金字塔的情景。

(二)认识杠杆用同学上台模拟的实物，介绍支点O、动力F1、动力臂L1、阻力F2、阻力臂L2(三)杠杆力臂的画法：杠杆力臂的画法在中考中都偶有出现，因此有必要向学生讲明力臂画法。

首先从杠杆五要素中的力臂要素中找出力臂画法的关键字：点到线的距离然后总结出力臂的画法：1、点（找到支点O）2、线（找到力的作用线并考虑延长或反向延长）3、垂直（过支点O作力的作用线的垂线，垂线段即为力臂）。

练习1：羊角锤拔钉子收渔网天平(四)探究：杠杆平衡条件1用上图实物，演示并讲解什么叫杠杆平衡。

2提出问题：如果将支点右移，观察L1、L2如何变化？F1又会如何变化？反之，又会怎样变化呢？3探究：杠杆平衡条件(1)参照教材图1.21-2，引导学生思考：为什么要使杠杆在水平位置平衡？(2)为什么要改变几次钩码重和位置（F1、F2以及L1、L2）？(3)分组合作探究，教师巡回指导。

(4)学生填写数据，并引导学生仔细分析实验数据，找出规律。

八年级物理下册《第十二章简单机械》教案(人教版)第一节杠杆一、创设情景，明确目标如果有一天，你和一个幼儿园的小朋友一起玩。

小朋友想跟你一起跷跷板，但他的体重比你的体重小得多，你能想出什么办法让他能够和你一起玩跷跷板吗？二、自主学习，指向目标学生自学教材第76页至第79页，完成学生用书自主研学部分的内容。

三、合作探究，达成目标1．杠杆仔细观察如下所示的几幅图，找出它们的共同特征。

【教师点拨】(1)如图所示的撬棒、跷跷板、抽水机的手柄，它们有一个共同的特征：一根硬棒，在__力的作用__下能绕着固定点__转动__，这根硬棒就叫杠杆。

(2)为了了解杠杆的作用，我们先对照图来熟悉几个名词。

支点：杠杆绕着转动的点，图中的__O__点；动力：使杠杆转动的力，图中的__F__；有时也用符号F1(或F动表示)；阻力：阻碍杠杆转动的力，图中的__G__；有时也用符号F2(或F阻表示)；动力臂：从支点到动力作用线的距离，图中用__l1__表示；有时也用符号l动表示；阻力臂：从支点到阻力作用线的距离，图中用__l2__表示。

有时也用符号l阻表示。

(3)通常我们把杠杆的__支点__、__动力__、__阻力__、__动力臂__和__阻力臂__称作为杠杆的五要素。

2．杠杆的平衡条件【学生阅读】课本中探究杠杆的平衡条件实验的课文。

【学生思考讨论】步骤1，为什么调节杠杆两端的螺母使杠杆在水平位置平衡？步骤2，为什么在杠杆两边挂上不同数量的钩码，调节钩码位置，使杠杆在水平位置重新平衡？【教师点拨】(1)杠杆的平衡是指杠杆静止不转动或杠杆匀速转动。

杠杆只有在水平位置平衡，从支点到动(阻)力作用线的距离，即力臂的长度，才可从杠杆上的刻度值直接读出(如右图所示)。

(2)对照教材上的实验步骤，将实验数据填到表格中，对它们进行加、减、乘除等运算，找出它们之间的关系。

(3)杠杆的平衡条件是：动力×__动力臂__＝阻力×__阻力臂__(或写作F1l1＝F2l2)。

机械效率教学设计一、教学目标1.知识与技能：了解机械效率的概念及其计算方法；理解机械效率与摩擦等因素的关系。

2.过程与方法：通过实例分析和问题解决，培养学生的分析问题、解决问题的能力。

3.情感态度和价值观：培养学生工科思维，注重实践操作的重要性，鼓励学生勇于探索和创新。

二、教学重点1.掌握机械效率的概念和计算方法。

2.理解机械效率与摩擦等因素的关系。

三、教学难点理解机械效率与摩擦等因素的关系。

四、教学过程1. 导入与引入通过问问题的方式，引导学生思考：为什么一辆机动车在行驶过程中，需要消耗大量的燃料？这是否与摩擦有关？并让学生自由发言。

2. 概念解释与示意图展示教师以简单明了的语言解释机械效率的概念：机械效率是指机械设备在实际工作中所做的有用功与所消耗的总能量之比。

并通过示意图展示机械效率的概念。

3. 公式推导与计算练习3.1 教师通过搭建实验装置，展示机械效率的计算方法。

并引导学生分析实验过程和数据，从中推导出机械效率的计算公式。

3.2 让学生结合实例进行计算练习，巩固机械效率的计算方法。

4. 讨论与分析让学生结合实例，通过讨论与分析，探究机械效率与摩擦等因素的关系。

引导学生思考：如何提高机械效率？让学生发表自己的观点，并对他人观点进行评价。

5. 实践操作与设计5.1 教师设计一个实践操作任务：利用给定的材料和设备，设计一个能够提高机械效率的简易机械装置。

让学生充分发挥创造力和实践操作能力，通过设计和优化，最大限度地提高机械效率。

5.2 学生分组进行实践操作，每组选择一位代表展示并介绍设计的装置。

其他组进行观摩和评价，以促进思维的交流与碰撞。

6. 归纳与总结教师带领学生回顾本节课的内容，并进行归纳总结。

强调机械效率的重要性，并鼓励学生将机械效率的概念应用到实际生活中。

7. 提问与答疑教师在课堂结束前，提出几个问题，要求学生回答和解释。

并给予必要的指导和解答。

五、教学反思本节课通过理论讲解、示意图展示、实践操作等多种教学方法，旨在提高学生对机械效率的理解和应用能力。

八年级下册第十二章简单机械 12.3 机械效率一、简答题1．有没有机械效率为100%的机械？为什么？举例说明，通过什么途径可以提高机械效率。

二、填空题2．物理学中，将跟的比值叫做机械效率，用字母表示，则有，机械效率通常用表示。

因为不可避免的要做额外功，所以机械效率总是。

三、单选题3．某机器的机械效率的大小，正确的可能是（）A．0%B．120%C．82%D．0.07%4．下列几种方法中，可以提高机械效率的是A．有用功一定，增大额外功B．额外功一定，增大有用功C．有用功一定，增大总功D．总功一定，增大额外功5．关于功、功率和机效率，下列说法中正确的是（）A．做功多的机械，机械效率越高B．总功一定时，有用功越多，机械效率越高C．做功快的机械，功率大，机械效率一定高D．精密的机械，机械效率能达到100％6．如图所示，小桂利用动滑轮竖直匀速提升木箱。

以下做法可以提高动滑轮机械效率的是（）A．适当减小木箱重力B．增大木箱上升高度C．增大提升木箱的速度D．换用质量较小的动滑轮四、实验题7．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。

实验中，将杠杆拉至图中虚线位置。

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0.4m，则杠杆的机械效率为，该过程中，需做额外功的原因之一是；若只将钩码的悬挂点由A移至B位置，钩码上升高度不变，则杠杆的机械效率将（选填“变大”、“变小”或“不变”）。

五、计算题8．一台起重机将重3600N的货物提高4m,起重机做的有用功是多少?如果额外功是9600J，总功是多少？机械效率是多少？起重机所做的额外功由那些因素引起？六、填空题9．一台起重机在10s内将重为3000N的货物匀速提高了4m，起重机做的有用功是J。

若起重机做的额外功是8000J，则机械效率是，起重机的功率是W。

七、计算题10．如图所示，是建筑工地上常用的塔式起重机示意图。

第十二章 简单机械课后习题答案第一节 杠杆1.左边和右边两把剪刀是省力的，中间的一把是费力的。

剪断铁块应该使用左边的剪刀，因为它的动力臂与阻力臂的比值最大，最省力，同时它制作结实，使用较大力时不致损坏。

剪纸时应该使用中间的剪刀，因为它的动力臂小于阻力臂，费力但省距离。

修剪树枝时应该使用右边的剪刀，因为它的动力臂大于阻力臂，省力。

2.（1）钳子是由两个杠杆组合而成的，其中一个杠杆AOB,知道动力和阻力作用方向都是向上的。

（2）自行车手闸，手施加的力为，刹车线施加的力为3.指甲剪有三个杠杆，拇指按的为省力杠杆，其余两个为费力杠杆。

4.300N 。

解析；支点在车轮的轴心上，阻力就是车箱和砖头的总重力为1000N 。

所以，阻力臂动力在手上，所以动力臂，由得：人手向上的力2l 1l 1F 1F 2l 1l 2F O A B 1F 2F 2F m 3.02=l m l 11=21l F l F 21=N m N l l F F 123001m 3.0100021=⨯==F第2节滑轮1.1000N 500N 解析：动滑轮能省一半的力，而定滑轮不省力。

2.自行车的刹车、车把、脚踏板与轮盘、飞轮等都是简单的机械。

其中，刹车是省力杠杆，可以起到省力的作用；车、脚踏板与轮盘、飞轮都是轮轴，也是省力机械。

3.要拉起比自己体重大的重物，使用定滑轮不行。

因为使用定滑轮不省力，提升重物所需要的力至少要等于自己的体重。

解决的办法是，大人可以使用动滑轮提升重物，无需小孩帮忙。

如果孩子要帮忙，就是根据实际情况使用滑轮组提升重物，且体重是重物的几分之一，所组装的滑轮组中动滑轮上绳子的段数就是几。

4.500N.解析：滑轮组由4段绳子承担重物，此时，拉力;若要用此滑轮组使拉力更小，应该用5段绳子承担重物第3节机械效率1没有。

因为使用机械做工时，必然要克服机械受到的重力、摩擦力等做的额外功，即有用功一定小于总功，机械效率一定小于100%。