第十二章第3节机械效率课件

第3节机械效率第十二章简单机械想一想：直接提升物体做功，与使用机械提升物体做功相同吗？分析1对沙子做功对桶做功克服体重做功2对沙子做功对桶做功对滑轮做功3对沙子做功对口袋做功对滑轮做功结论：使用动滑轮比直接提升物体做功多。推论：使用任何机械不省功。一、有用功、额外功、总功有用功（）：使用机械时对人们有用的功额外功（）：人们不需要但又不得不做的功总功（）：有用功与额外功的总和，即W总=W有+W额W有W额W总想一想一个人用水桶从井里打水,有用功是什么？额外功是什么？若桶掉在水中,把装满水的桶捞起来,则有用功又是什么？额外功又是什么？对水做的功为有用功，对桶做的功为额外功对桶做的功为有用功，对水做的功为额外功二、机械效率1.定义：有用功跟总功的比值叫机械效率.2.表达式:总有WW有总总有3、特点：机械效率总是小于1；机械效率通常用百分数表示；③因为机械效率是两个功的比值，因此没有单位。想一想没有！因为有用功总小于总功，所以机械效率总小于11、有没有机械效率为100%的机械？为什么？2、怎样才能提高机械的效率？减少额外功改进结构，使其合理、轻巧经常保养、定时润滑洪山嘴中学詹振亚对机械效率的理解（3）机械效率与是否省力、功率大小、提升高度、做功的多少关。如：某起重机的机械效率是60%（1）使用该起重机提升重物时，所做的有用功跟总功的比是。（2）也可以说，使用该起重机提升重物时，所做的有用功在总功中占，额外功占。（4）有用功所占总功的比例越大，机械效率越。你知道下面这些物体的机械效率吗？水泵起重机汽油机柴油机滑轮组60%－80%40%－50%20%－30%30%－50%50%－80%1．关于机械效率的说法中正确的是（）A．越省力的机械，效率越高B．做有用功越多的机械，效率越高C．做相同的功，额外功的值越小，效率越高D．做功越快的机械，效率越高C练一练2．如图，忽略绳重和摩擦，用拉力F拉着10N的重物匀速上升，绳子自由端移动1m，动滑轮重力2N，求：（1）拉力F；（2）物体上升的距离；（3）有用功，总功，机械效率。练一练起重机把质量为0.6t的重物匀速提升了3m，而它的电动机所做的功是3.4×104J，起重机的机械效率是多少？（g=10N/kg）解:m=0.6t=600kg物重G=mg=600kg×10N/kg=6000N起重机提升重物所做的有用功W有=Gh=6000N×4m=24000J因此,起重机的机械效率η=W有/W总=24000J/3.4×104J=53%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:起重机提升重物所做的有用功W有=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起重机的机械效率η=W有/W总=1.44×104J/2.4×104J=60%F.2、如图所示：若物重500N，摩擦阻力为重力的0.2倍，在120N的拉力作用下物体以0.2m/s的速度匀速运动5s，求：（1）有用功；（2）总功；（3）机械效率1fs0.2vt0.25000.2m/s5s1002nvt12030.2m/s5s360(3)1000280360WGNJWFSFNJWJWJ有总有总解：（）、有用功：（）、总功：、机械效率：三、测滑轮组的机械效率：WGhWFs有总弹簧测力计、刻度尺、铁架台、滑轮、细线、钩码。竖直向上，缓慢拉动测力计。实验原理实验原理实验器材注意事项物重G/N高度h/m有用功W有/J拉力F/N距离S/m总功W总/J机械效率总结：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、动滑轮的自重（减少动滑轮的重力，机械效率也提高）3、所提升的物重（物重增加，机械效率也提高）机械效率与省力多少无关，与功率大小无关，与重物被提升的高度无关！}额外功有用功WGhWFs有总▲改进机械的结构，减小机械自重▲减小机械间的摩擦力。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。例如：加强机械运动部位的润滑.▲增加物重对于同一滑轮组，提升的重物越重，滑轮组的机械效率越高。洪山嘴中学詹振亚小结：1、影响机械效率的因素:（1）减轻机械自重（2）减小摩擦力（4）增加提升的物重。（3）减轻绳重2、提高机械效率的方法:（1）机械的自重、摩擦、绳重（2）提升的物体重力1．图为测量滑轮组机械效率的实验装置，钩码总重6N。（1）实验时要竖直向上______拉动弹簧测力计，由图可知拉力大小为_______N，若钩码上升的高度为8cm,则弹簧测力计向上移动______cm,该滑轮组的机械效率为________。（2）若仅增加钩码的个数，该滑轮组有机械效率将_______（选填：“增大”、“减小”或“不变”）缓慢2.42483.3%增大练一练2．在“测滑轮组机械效率”的实验中，用同一滑轮组进行两次实验，实验数据如下表：⑴此实验所用滑轮的个数至少是____个，其中动滑轮有_____个。⑵第一次实验测得滑轮组的机械效率为________，第二次实验时滑轮组的机械效率______第一次的机械效率（选填“大于”、“小于”或“等于”）次数钩码重/N钩码上升高度/cm弹簧测力计示数/N弹簧测力计移动距离/cm12100.8402551.5203262.5%大于探究二：斜面的机械效率猜一猜：斜面的机械效率可能和哪些因素有关？1、斜面的光滑程度2、斜面的高度3、斜面的长度4、……想一想，说一说利用下列器材：长木板、小木块、弹簧测力计、刻度尺说一说你的设计思路？探究:斜面的机械效率1.把物体拉上斜面时,额外功是什么?(克服物体与斜面之间的摩擦力而做功)2.探究一下光滑程度一样的斜面,当它的倾斜程度不同时,斜面的机械效率是否相同.请思考:1.怎样计算总功?W总=Fs2.怎样计算有用功?W有用=Gh3.实验中需要测量哪几个物理量?改变木板的倾斜程度,多次测量斜面的机械效率实验步骤1、测量小木块的重量，记录数据；2、把小木块用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉；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；3、改变斜面的倾斜程度，重复步骤2.记录数据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实验结论斜面的机械效率跟斜面的粗糙程度和倾斜程度有关总有WW=FLGh粗糙程度相同，斜面越陡（倾斜程度越大），效率越高倾斜程度相同，斜面越光滑，效率越高。例题、如图，斜面长10m，高2m，工人要沿斜面把重1500N的物体匀速拉到斜面顶端，若斜面的机械效率为75%，求：（1）工人做的有用功、总功、和额外功；（2）沿斜面向上对物体推力的大小；（3）物体与斜面的摩擦力。练一练1、关于机械效率，以下说法正确的是（）A、机械效率总小于B、单位时间里做功越多的机械，机械效率越高；C、做功越多的机械，机械效率越高；D、省力越多的机械，机械效率越高。AD2、某机械的机械效率是75%，这说明使用这一装置做功：（）A、总功是额外功的3倍；B、有用功是额外功的3倍；C、总功是有用功的3倍；D、额外功占总功的3/4。B3、为了提高滑轮组的机械效率，以下做法中正确的是：（）A、以较快的速度匀速提升重物；B、以较慢的速度匀速提升重物；C、增加承担物重的绳子股数；D、把滑轮做得更轻巧，减小滑轮在转动过程中的摩擦；D4、用如图所示的滑轮组拉动水平地面上重1000N的物体A,使物体A在4s内匀速前进了4m,物体A受到地面的摩擦力f=300N,所用拉力F=120N,忽略绳重、滑轮重及绳与滑轮间的摩擦。下列说法中正确的是()DA.绳子自由端在4s内移动了8mB.物体A重力做功的功率为1000WC.物体A克服摩擦力做的功为480JD.滑轮组的机械效率约为83.3%请你判断：下面说法中是否正确？1．有用功越多，机械效率越高（）2．额外功越少，机械效率越高（）3．物体做功越慢，机械效率越低（）4．做总功越多，机械效率越低（）5．做相同的有用功，额外功越少，机械效率越高（）6．做相同的总功时，有用功越多，机械效率越高（）7．机械效率越高，越省力（）√√×××××补充练习2020/7/13用一动滑轮将重200N的砂子提到9m高的脚手架上，所用力是120N，求有用功、总功、机械效率各是多少？J1800m9N200hGW有%3.83J2160J1800J2160m18N120总有总WWsFW解：工人师傅用如图所示的滑轮组，将重为800N的物体缓慢匀速竖直提升3m，人对绳端的拉力F为500N，不计绳重和滑轮转轴处的摩擦，则（）A．绳子自由端移动的距离为9mB．动滑轮的重力为200NC．人通过滑轮组做的有用功为1500JD．滑轮组的机械效率为53.3%B如图:用滑轮组，把重100N的物体匀速提高3m，作用在绳子自由端的拉力为60N，求：（1）滑轮组的机械效率；（2）若用该动滑轮来提升重为180N的物体时，作用在绳子自由端的拉力为多大？此时，滑轮组的机械效率是多少？（不计绳重及摩擦）FG00902100180nhhWW:滑轮轮组的机械效100220180nF:力作用在绳用在绳子自由20100602nn2003.83m3260m3100nhhWW滑轮轮组的机械效1NNFGNNNGGNNNGFGGGFNNFG总有动物物动动物总有）、动滑轮重：（：）、解：（用滑轮组把720牛重的货物提高10米，若滑轮组的机械效率是60%，求有用功、总功和额外功。解：W有＝Gh＝720N×10m＝7200JW总＝W有η=7200J/60％＝12000JW额=W总－W有＝12000J－7200J=4800J本课小结1、有用功、额外功、总功2、机械效率:3、测滑轮组的机械效率总有WW