八年級(jí)物理機(jī)械效率

第五節(jié)機(jī)械效率,五、機(jī)械效率,1通過(guò)探究動(dòng)滑輪，知道有用功、總功、額外功及它們之間的關(guān)系。2理解機(jī)械效率的概念。知道機(jī)械效率的計(jì)算公式，會(huì)計(jì)算某種簡(jiǎn)單機(jī)械的機(jī)械效率。3知道機(jī)械效率的物理意義，知道實(shí)際的機(jī)械效率不可能是100%。4能設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，測(cè)定某種簡(jiǎn)單機(jī)械的機(jī)械效率。5知道提高機(jī)械效率的實(shí)際意義和方法，有合理改進(jìn)機(jī)械、提高效率的意識(shí)，從而增強(qiáng)將科學(xué)服務(wù)于人類的責(zé)任感。,【教學(xué)目標(biāo)】,活動(dòng)：再探動(dòng)滑輪,步驟1：分別測(cè)出手對(duì)繩的拉力F，手移動(dòng)的距離s，鉤碼所受的重力G和鉤碼上升的高度h。,步驟2：改變鉤碼的數(shù)量，重復(fù)上面的實(shí)驗(yàn)。,步驟3：設(shè)計(jì)表格，記錄數(shù)據(jù)。,思考：上面的實(shí)驗(yàn)中，手對(duì)繩子做的功等于動(dòng)滑輪拉詬罵所做的功嗎？若不相等，哪一個(gè)大，為什么？,實(shí)驗(yàn)數(shù)值G牛，h米，F(xiàn)牛，s米。彈簧秤的拉力（動(dòng)力）對(duì)動(dòng)滑輪做的功：W動(dòng)Fs提高重物，動(dòng)滑輪克服阻力做的功：W阻Gh,在用動(dòng)滑輪提高重物的實(shí)驗(yàn)中，用來(lái)提高物體的功對(duì)我們是有用的，是必須做的。1有用功（W有用）：利用機(jī)械工作時(shí)對(duì)人們有用的功叫有用功,2.本實(shí)驗(yàn)中，用來(lái)克服摩擦做的功、把動(dòng)滑輪提升一定高度所做的功對(duì)我們沒(méi)有用，但又不得不做的功，這種功叫額外功，記做（W額外）使用任何機(jī)械做額外功是不可避免的。,3總功（W總）：有用功與額外功的總和叫總功”,根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)，你能算出有用功在總功中占的百分比嗎？,有用功總小于總功，所以機(jī)械效率總小于1機(jī)械效率用百分?jǐn)?shù)表示，沒(méi)有單位,4機(jī)械效率：有用功跟總功的比值叫機(jī)械效率,某起重機(jī)的機(jī)械效率是70%，它表示什么意思？,答：使用起重機(jī)提升重物時(shí)所做的有用功跟總功的比值是70%，也可以說(shuō)有用功在總功中占有70%，另30做的是額外功。,5.如何提高機(jī)械效率：,=W有/W總=W有/(W有W額),第一是減小額外功,如保持良好的潤(rùn)滑，減小滑輪的輪與軸之間的摩擦，減小動(dòng)滑輪重等方法都能減小額外功，提高機(jī)械效率。,使用杠桿、斜面等簡(jiǎn)單機(jī)械怎樣減小額外功，應(yīng)采取什么樣的方法和措施？,第二是增加有用功。當(dāng)額外功不變時(shí)，有用功越大機(jī)械效率越高。以滑輪組提升重物為例，當(dāng)動(dòng)滑輪重和摩擦不變時(shí)，提起貨物越重，效率越高；或以提水上樓為例，當(dāng)水桶重不變時(shí)，桶中的水越重，效率越高。,本章p.34例題中陳杰同學(xué)提水的效率，設(shè)水重80N，求有用功、總功和機(jī)械效率。,同一種機(jī)械在不同的條件下，機(jī)械效率可能不同，盡量在機(jī)械滿載的情況下工作，這是提高機(jī)械效率的方法之一。,6.怎樣區(qū)分有用功和總功,動(dòng)力（人或電動(dòng)機(jī)）對(duì)機(jī)械所做的功是總功，機(jī)械對(duì)物體所做的功是有用功?；蛘哒f(shuō)如果沒(méi)有機(jī)械，直接用手移動(dòng)物體所做的功是有用功。例如：在水力發(fā)電站中，水從高處流下來(lái)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)，水的重力所做的功Gh是總功，發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能（電功）是有用功。,在電動(dòng)抽水機(jī)把水提升某一高度時(shí)，抽水機(jī)消耗的電能（電流所做的功）是總功，水勢(shì)能的增加量Gh是有用功。,例題：用圖2所示滑輪組把重600牛的貨物勻速提高2米，所用的拉力是375牛，求總功、有用功和這個(gè)滑輪組的機(jī)械效率。,在涉及機(jī)械效率問(wèn)題時(shí)，功的原理也是適用的。這時(shí)動(dòng)力所做的功等于機(jī)械克服阻力所做的功。使用機(jī)械時(shí)仍不省功，而且還要不可避免地做額外功。,正確理解有用功、額外功和總功：,例：用輪軸（轆轤）從井中提水，加在輪上的動(dòng)力做的功是總功，它等于F2Rn，式中F為動(dòng)力，R為輪半徑，n為輪轉(zhuǎn)過(guò)的圈數(shù)。水被提上來(lái)，對(duì)水做的功是有用功，它等于Gh，式中G為水重，h是提水的高度。為了把水提上來(lái)，要用水桶，就要對(duì)水桶做功，使用輪軸還要克服摩擦力做功，這兩部分功為了達(dá)到提水目的而不得不額外做的無(wú)用功，所以叫額外功。如圖82，,例，如圖83所示，用滑輪組拉動(dòng)物體由A到B，物體前進(jìn)了一段距離S。要拉動(dòng)物體，必須克服物體與支持面間的摩擦力，所以克服支持面與物體間的摩擦力做的功，就是有用功。動(dòng)力F（即拉力）做的功是總功。而克服繩與滑輪間的摩擦力做的功是額外功。,通過(guò)以上兩個(gè)實(shí)例請(qǐng)你考慮：有人說(shuō)，有用功就是Gh（G是物重，h是物體升高的距離）。這種說(shuō)法對(duì)嗎？有人認(rèn)為，只要是克服摩擦力做功，一定是無(wú)用功（額外功），這種認(rèn)識(shí)錯(cuò)在哪里？,練習(xí)用動(dòng)力臂是阻力臂4倍的杠桿將重360牛頓的貨物抬高20厘米，手向下壓杠桿的力是100牛，手下降的高度是_厘米，人做的總功是_焦，有用功是_焦，這根杠桿的機(jī)械效率是_。,練習(xí)關(guān)于功率，下列說(shuō)法中正確的是：（）A，機(jī)器的功率越大，做的功就越多；B，機(jī)械效率越大，機(jī)械的功率就越大；C，功率表示做功的快慢程度；D，使用省力的機(jī)械，可以提高機(jī)械做功的功率。,練習(xí)分別用一個(gè)定滑輪和一個(gè)動(dòng)滑輪將兩個(gè)相同的重物提高相同高度，則：（）A，定滑輪的總功一定大于動(dòng)滑輪的總功；B，定滑輪的有用功一定大于動(dòng)滑輪的有用功；C，定滑輪的有用功一定小于動(dòng)滑輪的有用功；D，定滑輪的有用功一定等于動(dòng)滑輪的有用功。,實(shí)驗(yàn)：某同學(xué)在做測(cè)定滑輪組的機(jī)械效率實(shí)驗(yàn)中，按下面的步驟操作：(1)，按圖甲那樣，將滑輪組安裝好，記下鉤碼和彈簧秤的位置。圖中所掛鉤碼重1牛。(2)，勻速拉動(dòng)彈簧秤使鉤碼G升高，如圖乙所示。從彈簧秤讀出拉力F的值是0.5牛，鉤碼提升的高度和彈簧秤移動(dòng)的距離S可在圖背景上的刻度線讀出。請(qǐng)你將有關(guān)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填入下表并算出機(jī)械效率。,探究探究斜面機(jī)械效率與斜