公開課115機械效率

五機械效率你會選哪種方法呢？圖中運砂過程中,哪些功是額外功?圖中運砂過程中,哪一種額外功最小?圖中運砂的三種方法的有用功是什么？有什么特點?有用功W有用：對人們有用的功額外功W額：人們不需要但又不得不做的功總功W總功：有用功與額外功的總和請計算出有用功、額外功和總功分別是多少？123123對沙子做功對桶做功克服重力做功對沙子做功對桶做功對滑輪做功對沙子做功對桶做功對滑輪做功600J2520J600J180J600J90J請算出剛才的三種辦法中有用功在總功中占的百分比。3120J780J690J123123對沙子做功對桶做功克服重力做功對沙子做功對桶做功對滑輪做功對沙子做功對桶做功對滑輪做功600J2520J600J180J600J90J3120J780J690J19%76%86%想想議議1.起重機如果由電動機帶動,總功在數(shù)量上就等于實際消耗的能.人們總是希望額外功_______些.小2.請你再舉一個例子,說明哪些是有用功,哪些是額外功?例子3.用水桶從井中提水的時候，所做的功哪部分是有用功，哪部分是額外功？答:用水桶從井里提水，目的是把水提上來，所以提水的功是有用功，提桶的功是額外功.4.如果桶掉到井里，從井里撈桶的時候，撈上的桶里帶了一些水，這種情況下哪部分是有用功，哪部分是額外功？答:從井里撈桶的目的是把桶撈上來，所以提桶的功是有用功，提起桶里帶的水的功是額外功．你希望額外功多些還是少些呢？機械效率:有用功跟總功的比值叫機械效率

公式：

機械效率一般用百分數(shù)表示，沒有單位思考機械效率會大于１嗎？為什么？答:有用功總小于總功，所以機械效率總小于1起重機的機械效率是60%它表示什么意思?使用起重機提升重物時所做的有用功跟總功的比值是60%，也可以說有用功在總功中占有60%，另外的40％是額外功．離心式水泵60%－80%柴油機28%－37%起重機40%－50%汽油機22%－27%電動機80%－90%．燃氣輪機20%－30%．1804年特雷維辛克發(fā)明的蒸汽機車．蒸汽機的效率通常只有6%－15%．空氣噴氣發(fā)動機50%－60%

我家住在四樓，買了一批木料，可以直接用手拉到四樓，也可以使用動滑輪，使用動滑輪的作用為了

。省力www:用手直接對木料做功與手對機械做功相等嗎？一、再探動滑輪用手直接對木料做功與手對機械做功相等嗎？議一議：為什么使用動滑輪后手要多做功？二、研究斜面用手直接對木料做功與使用斜面手對木料做功相等嗎？議一議：為什么使用斜面后手要多做功？1.有用功：為了達到目的至少要做的功。（計算有用功找準目的是關(guān)鍵，需要分析為了達到目的必須克服的阻力是什么力，再找準對應(yīng)的距離）2.總功：使用機械時動力所做的功。(確定動力和與之相對應(yīng)的距離是關(guān)鍵）3.額外功：使用機械時由于機械自重，摩擦等原因除了有用功以外而多做的一部分功.“用滑輪組提升重物”中的機械效率明確工作目的:W有用=F’hW總=Fs將重物勻速提升h米hsF’

G=GhW有用W總η=

————=—————FsG物h(3)η=————=—————=80%如圖，用滑輪組將重力為600牛的物體勻速提升2米，人用的拉力為250牛，繩端移動的距離為6米。問：(1)有用功是多少?(2)總功是多少?(3)滑輪組的機械效率是多少?練習(xí)1：(2)W總=Fs=250?！?米=1500焦解：(1)W有用=G物h=600?！?米=1200焦W有用W總1200焦1500焦練習(xí)3：工人利用如圖所示的滑輪組提升重物，設(shè)繩重和滑輪軸處的摩擦不計。（1）若用250牛頓的拉力將重400牛頓的物體勻速提高5米。則：①有用功？②總功?③機械效率？④額外功？解：

W有用=G物h=400?！?米=2000焦W總=Fs=250牛×10米=2500焦η=

————=—————=80%W有用W總2000焦2500焦W額外=W總-W有用=2500焦-2000焦=500焦S=2h“用滑輪組拉物體沿水平方向勻速運動”中的機械效率明確工作目的:拉重物勻速前移L米LsfF’W有用=F’LW總=Fs=fLW有用W總η=

————=—————fLFsη=

————=—————=83.3%練習(xí)2：圖中，物體與地面間的摩擦力是150牛，在繩端加以60牛的水平拉力使物體勻速向右移動了1米，則滑輪組的機械效率為多少?解：W有用=fL

=150牛×1米=150焦W總=Fs=60?！?米=180焦由圖可知n=3s=3L=3×1米=3米W有用W總150焦180焦F=————

“用滑輪組提升重物”中的機械效率s=nh

F=——G物n（忽略摩擦和機械自重）G物+G動n（忽略摩擦）常用公式:W有用=G物hW總=FsW有用W總η=

————=—————G物hFs“用滑輪組拉物體沿水平方向勻速運動”中的機械效率W有用=F’L＝fLW總=FsW有用W總η=

————=—————fLFss=nL

常用公式:(3)η=————=—————=80%如圖，用滑輪組將重力為600牛的物體勻速提升2米，人用的拉力為250牛，設(shè)繩重和滑輪軸處的摩擦不計問：(1)有用功是多少?(2)總功是多少?(3)滑輪組的機械效率是多少?練習(xí)1：(2)W總=Fs=250?！?米=1500焦解：(1)W有用=G物h=600牛×2米=1200焦W有用W總1200焦1500焦仍用剛才的滑輪組，把相同的重物勻速提高5米，滑輪組的機械效率是多少？當滑輪組的繞線方式確定（即n已知）時，滑輪組的機械效率與重物被提升的高度無關(guān)練習(xí)2：如圖所示:只改變繩子的繞線方式，設(shè)繩重和滑輪軸處的摩擦不計，仍將重600牛頓的物體勻速提高2米，則：①有用功？②總功?③機械效率？④額外功？解：W有用=G物h=600牛×2米=1200焦W總=F’s=375?！?米=1500焦η=————=—————=80%W有用W總1200焦1500焦W額外=W總-W有用=1500焦-1200焦=300焦當忽略繩重和摩擦?xí)r，機械效率與繩子的纏繞方式無關(guān)F’

練習(xí)3：設(shè)繩重和滑輪軸處的摩擦不計，仍用此滑輪組，將重1000牛頓的物體勻速提高相同高度。則：①有用功？②總功?③機械效率？解：W有用=G物h=1000牛×2米=2000焦W額外=300焦大小不變W總=W有用+W額外=2000焦+300焦=2300焦η=————=—————=87%W有用W總2000焦2300焦相同的滑輪組提升不同的重物時,物重越重,機械效率越高在此基礎(chǔ)上再加一個滑輪做動滑輪使用，組成一個新的滑輪組，提升相同的重物時，滑輪組的機械效率將如何改變?為什么?不同的滑輪組提升相同的重物時,動滑輪的重力越大,機械效率越低在此基礎(chǔ)上再加一個滑輪做動滑輪使用，組成一個新的滑輪組，提升相同的重物時，滑輪組的機械效率將如何改變?為什么?不同的滑輪組提升相同的重物時,動滑輪的重力越大,機械效率越低(3)η=————=—————=80%如圖，用滑輪組將重力為600牛的物體勻速提升2米，動滑輪的重力為150牛，問：滑輪組的機械效率是多少?

練習(xí)4：(2)W額外=G動h=150?！?米=300焦W總=W有用+W額外=1200焦+300焦=1500焦解：(1)W有用=G物h=600牛×2米=1200焦W有用W總1200焦1500焦設(shè)繩重和滑輪軸處的摩擦不計（2007河北，34

）小明在“測滑輪組機械效率”的實驗中，用如圖甲所示的滑輪組進行了三次實驗，實驗數(shù)據(jù)如下表：（1）分析表中數(shù)據(jù)，回答以下問題：①表中有一個數(shù)據(jù)的記錄是錯誤的，錯誤的數(shù)據(jù)是

；②第3次實驗中滑輪組的機械效率是

；③滑輪組的機械效率與

無關(guān)。（2）小紅在小明實驗基礎(chǔ)上多使用一個滑輪，如圖乙所示。①小紅多使用一個滑輪，目的是為了改變

；②當這兩位同學(xué)使用各自的滑輪組提升相同的重物時，若忽略繩重及摩擦，它們的機械效率

（選填“相同”或“不相同”），理由是：

。圖甲圖乙17cm或5cm80%物體上升的高度拉力的方向相同所做的有用功與總功的比值不變（2008河北，39

）小明利用如圖所示的滑輪組將重為900N的物體從一樓勻速提升至六樓，所用的拉力為360N，繩子自由端移動的速度為0.3m／s。(己知每層樓高3m)求：(1)小明所用的時間；(2)所做的額外功：(3)在此基礎(chǔ)上再加一個滑輪做動滑輪使用，組成一個新的滑輪組，提升相同的重物時，滑輪組的機械效率將如何改變?為什么?解：(1)s=nh=3×5×3m=45mt=s/v=45m÷0.3m/s=150s

(2)W有用=Gh=900N×15m=13500JW總=Fs=360N×45m=16200JW額外=W總-W有用=16200J-13500J=2700J

（3）變小提升相同的重物到相同的高度，所做的有用功相同。有用新滑輪組增加了一個動滑輪，所做的額外功增加，使得總功增大，所以，新滑輪組的機械效率減小。機械效率的定義：有用功跟總功的比值小結(jié)：

有用功：對人們有用的功額外功:人們不需要但又不得不做的功總功：有用功與額外功的總和

公式：∴