讲解(机械效率2)

知识回顾1、什么是功？2、功的计算式是什么？3、你如何理解功的原理？为什么利用实际机械做的功大于不用机械直接用手做的功呢？不用机械用机械WW功的原理是什么？复习：使用任何机械都不省功。你会选哪种方法呢？想想议议15.2机械效率123123对沙子做功对桶做功克服重力做功对沙子做功对桶做功对滑轮做功对沙子做功对口袋做功对滑轮做功有用功：必须做的功有用W一、有用功、额外功、总功（1）用机械匀速提高物体时：W有=G物·hW有=f摩擦·S（2）在水平方向上，用机械克服物体与其他接触面间的摩擦力时，额外功：不需要但又不得不做的功额W（1）克服机械自重做功：W额外=G动滑轮·h使用动滑轮或滑轮组时：（2）克服机械间的摩擦做功：使用斜面时：W额外=f摩擦·L主要是动滑轮额外功主要是由于克服机械本身的重力和摩擦力而做功总功：有用功与额外功的总和，即W总=W有+W额总W等于作用在机械上动力与动力作用点移动的距离的乘积W总=FS请计算出有用功、额外功和总功分别是多少？123123对沙子做功对桶做功克服重力做功对沙子做功对桶做功对滑轮做功对沙子做功对桶做功对滑轮做功600J2520J600J180J600J90J请算出刚才的三种办法中有用功在总功中占的百分比。3120J780J690J123123对沙子做功对桶做功克服重力做功对沙子做功对桶做功对滑轮做功对沙子做功对桶做功对滑轮做功600J2520J600J180J600J90J3120J780J690J19%76%86%二、机械效率1.定义：有用功跟总功的比值叫机械效率.总有WW2.表达式:3、η的特点:（1）无单位（3）（2）一般用百分比表示理想情况1实际情况1(4)表示机械做功性能好坏的物理量起重机的机械效率是60%，它表示什么意思？使用起重机提升重物时所做的有用功跟总功的比值是60%，也可以说有用功在总功中占有60%，另外的40%是额外功．一般情况下：滑轮组的机械效率为50%~70%起重机的机械效率为40%~50%抽水机的机械效率为60%~80%一台起重机将重3600N的货物提高4m。如果额外功是9600J，起重机做的有用功是多少？总功是多少？机械效率是多少？起重机在哪些方面消耗了额外功？解：起重机提高物体的力等于物体的重力F=G=3600N起重机提升重物所做的有用功W有=Fh=Gh=3600N×4m=14400J=1.44×104J起重机做的总功W总=W有+W额=14400J+9600J=2.4×104J因此，起重机的机械效率η=W有/W额=1.44×104J/2.4×104J=60%例题：用如图21所示滑轮组将重6×10N的物体匀速提高2m，拉力所做的功为2×10J，所用的时间为20s。求：（1）有用功；（2）拉力的功率；（3）该滑轮组的机械效率。23•例题用如图l8所示的滑轮组吊起重物，不计绳重及摩擦。(1)当物重为150N时，绳端所用的拉力是60N，求此时滑轮组的机械效率是多少?•(2)当所吊重物为300N时，10s内重物被匀速提高2m时，绳端拉力做功的功率为多少?4机械效率说明：有额总有WWWW11（1）W总一定时，W有越多，η越高（2）W有一定时，W额越多，η越di（3）W额一定时，W总越多，η越高额有有总有WWWWW5提高机械效率的方法有额总有WWWW11（1）减小额外功减轻机械本身的重量，加润滑以减小摩擦（2）当额外功一定时，机械能承受的范围内尽可能增加每次提起的重物三、滑轮组的机械效率F如作左图所示，不计摩擦和绳重，已知物重G，用拉力F将重物匀速拉上升，试分析其机械效率η？三、滑轮组的机械效率F如作左图所示，不计摩擦和绳重，已知物重G，滑轮重G/，用拉力F将重物匀速拉上h，试分析其机械效率η？W有=Gh=(G+G/)hη=W有W总=Gh(G+G/)h=GG+G/W总＝Fs＝G+G/2×2h如作下图所示，不计摩擦和绳重，已知物重G，滑轮重G/，用拉力F将重物匀速拉上h，试判断机械效率η的大小？F甲F乙η甲＝η乙对于同一滑轮组，绳子的绕线不影响其机械效率•如图7-5所示的甲、乙两个滑轮组，每个滑轮的重力相同，用它们分别匀速吊起重都为G的物体，忽略摩擦阻力及绳重，则拉力之比；滑轮组甲的机械效率•（选填“大于”、“小于”或“等于”）滑轮组乙的机械效率。.GF乙.G甲..F四.斜面的机械效率GhACBLFLW总=W有=Ｇh所以：FL=Ｇh当斜面光滑（不计摩擦阻力时）或W额=0光滑时(1)斜面光滑LGFh同一物体升高相同的高度，斜面越长越省力。hLGfNFLW总=W有=Ｇh所以：FL=Ｇh+fLW额=fL因为：额有总WWWη=W有W总＝GhFL（2）实际的斜面往往是粗糙的，存在着摩擦探究滑轮组的机械效率实验的目的：测定滑轮组的机械效率实验原理：η=W有W总实验仪器：刻度尺、钩码、弹簧测力计、滑轮组两个、铁架台、长约2m的细绳实验步骤：（1）用弹簧测力计测出五个钩码的重量（2）将用两个滑轮组成的，用三段绳子吊着钩码的滑轮组的装置（3）竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使钩码G上升，读出弹簧测力计所示拉力F的值，从刻度尺（刻度尺要竖直放置）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•（4）减少钩码（被提升的钩码）的个数，在重复实验记录数据实验次序钩码重G（牛）弹簧秤示数F（N）钩码提升高度h（m）绳子自由端移动距离S（m）人拉绳做的功W总（J）动滑轮提升钩码做的功W有用（J）机械效率1、提升5个钩码2、提升3个钩码•分析：滑轮组的机械效率还受到哪个因素影响？影响因素探究结论改进措施、提高效率与提升重物的重有关同一个动滑轮，提升重物越重，机械效率越大使装置在满载的情况下工作(5)将用四个滑轮组成的、用五段绳子吊数个钩码的滑轮组的,实验测量滑轮组的机械效率影响因素探究结论改进措施、提高效率与提升重物的重有关同一个动滑轮，提升重物越重，机械效率越大使装置在满载的情况下工作与动滑轮自重有关不同的动滑轮，提升相同的重物，动滑轮自重越小的机械效率越高改进机械结构，使它更合理，轻巧动滑轮自身部件的摩擦机械自身摩擦越大，效率越低对机械进行保养，保持良好的润滑，减少摩擦探究斜面的机械效率1、提出猜想：斜面的机械效率可能和有关。2、参考器材：长木板、小木块、弹簧测力计、刻度尺3、探究过程：⑴组装器材⑵进行实验斜面的坡度⑶分析数据，得到结论⑴实验装置：FSh⑵实验过程：4改变斜面的倾斜程度，重复步骤3。3.把小木块用弹簧秤沿斜面匀速向上拉；分别记录拉力F、木块沿斜面移动的距离S、木块上升的高度h。1．将长木板的一端垫起，成为斜面，测出斜面的高度h并记录数值。2．正确使用弹簧测力计称量出小车的重量G并记录数值。⑶注意事项：①要匀速拉动物体。②拉力要与斜面平行。③及时记录数据。4、记录表格：斜面倾斜程度木块重量G/N斜面高度h/m拉力F/N斜面长s/m有用功W有/J总功W总/J机械效率较缓较陡很陡结论：斜面越陡，越不省力，机械效率越高。小结：1、有用功、额外功、总功2、机械效率3、斜面的机械效率与坡度有关总有WW