《機械效率》ppt課件

1、機械效率,提出問題,學 生 討 論,學 生 討 論,對砂子做功,對空桶做功,克服自身重力做功,并不需要做 但 又不得不做的功,對人們有用 必須做的功,他的目的是：,把沙子運上三樓,手提水桶提沙子,一、有用功和額外功,1.有用功（W有）：為了達到工作目的，必須做的功,2.額外功（W額）：為了達到工作目的，并非我們所 需要但又不得不做的功,3.總 功（W總）：動力所做的所有功,即有用功與額外功的總和,W總 = W有 + W額,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?,提水所做的功是有用功;提水桶所做的功是額外功。,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

2、情況下哪部分是有用功,哪部分是額外功?,提水桶所做的功是有用功;提水所做的功是額外功。,想一想；議一議：,對砂子做功,對空桶做功,對動滑輪做功,議一議：,對砂子做功,對口袋做功,對動滑輪做功,另兩種提沙方法中做的有用功、額外功、總功分別是哪些？,動滑輪提水桶提沙子,動滑輪提口袋提沙子,理解機械的三種功,要提升G，同時必須將動滑輪也提升。這時，你要克服動滑輪重力和摩擦而額外做功，否則你不能完成任務(wù)。這部分功無利用價值而又不得不做，是額外功。,提升物體G是目的,有利用價值,是有用功,要實現(xiàn)目的，完成有用功,必須施加動力F對滑輪做功，動力所做的是總功,如：用豎直方向上 的滑輪提升物體G,無論采取那種

3、方法都必須做的功。即：為達到目的所必須做的功。,（1）舉高重物時：,W有用=G物h,W有=f摩擦S物,（2）在粗糙水平面上移動物體時：,有用功,并非人們需要但又不得不做的功,（1）克服機械自重做功：,W額外=G動滑輪h,使用動滑輪或滑輪組時：,（2）克服機械間的摩擦做功：,使用斜面時：,W額外=f摩擦L,額外功,動力對機械所做的功. 有用功和額外功的和等于總功。,W總=W有用+ W額外,公式（1） ：,公式（2） ：,W總=F動力S動力,作用在機械上的動力,動力作用點移動的距離,總功,W有1 = G沙 h,三種提沙方法中的W有、W額、W總分別為多少？,方法2：,方法3：,W額1 =（G桶 +

4、G人）h,W總1 =（W有1 + W額1）,方法1：,= 100N6m,= 600J,= (20N+400N)6m,= 2520J,= 3120J,W有2 = G沙 h = 600J,W額2 =（G桶 + G輪）h,W總2 =（W有2 + W額2）,= (20N+10N)6m,= 180J,= 780J,W有3 = G沙 h = 600J,W額3 =（G袋 + G輪）h,W總3 =（W有3 + W額3）,= (5N+10N)6m,= 90J,= 690J,算一算：,二、機械效率,（1）機械效率通常用百分數(shù)表示，沒有單位.,1. 定義：有用功跟總功的比值叫機械效率（）,（2）機械效率總小于1 .

5、,（因為有用功總小于總功）,2. 公式：,%,3. 特點：,三種提沙方法中的機械效率分別為多少？,W有1 = G沙 h,方法2：,方法3：,W額1 =（G桶 + G人）h,W總1 =（W有1 + W額1）,方法1：,= 100N6m,= 600J,= (20N+400N)6m,= 2520J,= 3120J,W有2 = G沙 h = 600J,W額2 =（G桶 + G輪）h,W總2 =（W有2 + W額2）,= (20N+10N)6m,= 180J,= 780J,W有3 = G沙 h = 600J,W額3 =（G袋 + G輪）h,W總3 =（W有3 + W額3）,= (5N+10N)6m,=

6、90J,= 690J,再算算：,有用功相同，額外功越少機械效率越高,5、機械效率公式：,提升,移動,起重機的機械效率是60%,它表示什么意思？,1.使用起重機提升重物時所做的有用功跟總功的比60% 2.也可以說有用功在總功中占有60%，另外額外功占40,4.機械效率的意義,有用功所占總功的比例越大，機械效率越高。,機械效率與 是否省力.功率大小. 提升高度. 繩子的繞法.做功的多少無關(guān)。,例1.用一動滑輪將貨物400N的貨物勻速提到 高2m，所用拉力是250N，求有用功、額外功. 總功和動滑輪的機械效率各是多少？,分析：使用動滑輪省了力，卻費了距離，貨物提高 2m， 繩子的自由端拉力通過的距離

7、為4 m，,已知：G=400N h=2m S=4m F=250N,求： W有 W額 W總 ,W額= W總 W有 =1000J800J=200J,三.例題,例2. 用一動滑輪將重200N的砂子提到9m高的腳手架上，所用力是120N，求有用功、總功機械效率各是多少？,解：,已知：G=200N h=9m S=18m F=120N,請你判斷：1.下面說法中是否正確？ 1有用功越多，機械效率越高（ ） 2額外功越少，機械效率越高（ ） 3物體做功越慢，機械效率越低（ ） 4做總功越多，機械效率越低（ ） 5做相同的有用功，額外功越少，機械效率越高（ ） 6做相同的總功時，有用功越多，機械效率越高（ ）

8、7機械效率越高，越省力（ ）,練習,2.一臺起重機將重600N的貨物提高4m.如果額外功是 9600J，起重機的有用功是多少？總功是多少？ 機械效率是多少？,練習,已知：G=-N h=-m W額 =-J,求： W有 W總 ,解：,W總= W額+W有 =,%,=,1 如圖所示，建筑工地上，工人用一個動滑輪將重720N的重物勻速提升5m，工人所用拉力為450N，求： （1）工人做的總功 （2）該動滑輪的機械效率 （）不考慮摩擦，求動滑輪的重 （）提升的物體重為， 該動滑輪的機械效率為多少？,2.用它們分別將重相同的甲、乙兩物體勻速提升相同的高度，所用的拉力分別為F甲、F乙，它們的機械效率分別為甲、

9、乙。則F甲_F乙 甲_乙（選填“”、“”或“”）,探究動滑輪的機械效率,一、影響動滑輪的機械效率的因素,減輕動滑輪自重,減小滑輪轉(zhuǎn)軸間的摩擦力,增加提升的物重。,減輕繩重,二、如何提高動滑輪的機械效率,1、動滑輪自重、滑輪摩擦、繩重,2、提升的物體重力,滑輪組的機械效率與提升的高度、繩子的股數(shù)無關(guān)。,為得出滑輪組的機械效率，需要求出有用功和總功，為此需要測出哪些物理量？每個量怎樣測量？,彈簧測力計、 刻度尺、鉤碼、滑輪組兩個、鐵架臺、長約2m的細繩。,實驗器材：,實驗探究：滑輪組的機械效率總是一定的嗎？,重力G、拉力F、繩子移動距離S、重物上升高度h,原理：=W有用/W總 對物體做功為有用功：

10、W有用=Gh(提重物)=fs物（水平移動物體）拉力做的功為總功：W總=Fs,在測定滑輪組機械效率的實驗中：,根據(jù)的原理是_。,實驗中需要的測量工具有_和_。,需要直接測量的物理量有：繩端的拉力F、_、_和_。,注意事項：實驗時拉力的方向應盡量_，且應在鉤碼_的過程中讀取拉力的大小。,=W有W總,刻度尺,彈簧測力器,物體重G,物體上升距離h,繩自由端移動距離S,豎直向上,勻速移動,同一滑輪組提不同的重物，機械效率是否相同？,實驗數(shù)據(jù)：,0.5,1.0,0.1,0.3,2.0,0.1,0.9,0.3,0.15,0.1,66.7%,0.27,0.2,74.1%,拉力 F（N）,使用相同的滑輪組提升不

11、同的物體時，物體越重,則機械效率越高。,不同滑輪組，提相同的重物，機械效率是否相同？,4.0,4.0,1.5,1.2,0.1,0.1,0.3,0.5,0.4,0.4,0.45,0.60,88.9%,66.7%,提升相同的物體，動滑輪越重，則機械效率越低。,結(jié)論:1、使用相同的滑輪組提升不同的物體時，物體越重,則機械效率越高。 2、提升相同的物體，動滑輪越重，則機械效率越低。,思考題：如果沒有刻度尺，不能測量h和s，還能否測滑輪組的機械效率？,斜面也是經(jīng)常使用的省力機械，那么，斜面的機械效率要與什么因素有關(guān)呢？,猜想：斜面的粗糙程度，斜面的傾斜程度，物體的重力,探究:,斜面的機 械效率,1.把物

12、體拉上斜面 時,額外功是什么?,(克服物體與斜面 之間的摩擦力而做 功),2.探究一下光滑程度一樣的斜面,當它的傾斜程度不同 時 斜面的機械效率是否相同.,請思考:,1.怎樣計算總功?,W總= F S,2.怎樣計算有用功?,W有用 = G h,3.實驗中需要測量哪幾個物理量?,改變木板的傾斜程度,再測量兩次斜面的機械效率,實驗前請猜想:,1.你認為省力多少與斜面的傾斜程度有什么關(guān)系?,2.斜面的機械效率與它的傾斜程度有什么關(guān)系?,5.0,5.0,5.0,0.5,0.5,0.5,0.1,0.15,0.25,1.6,2.2,3.1,0.5,0.75,1.25,0.8,1.1,1.55,63%,68

13、%,81%,光滑程度相同的斜面，越平緩越省力，機械效率越低。,斜面的機械效率與 1、斜面的粗糙程度有關(guān)：同一斜面，拉同一物體，斜面越粗糙，拉力越大，效率越低； 2、斜面的傾斜程度有關(guān)：粗糙程度相同，拉同一物體，斜面越陡（傾角越大），拉力越大，效率越高； 3、所拉物體的重力有關(guān)：,提高滑輪組機械效率的途徑：,主要從減小額外功入手，額外功主要包括：由于機械本身的重力和機械之間的摩擦使在使用機械時多做了功。 1、改善機械的結(jié)構(gòu)，減輕機械本身的重力 2、加強潤滑，減小機械間的摩擦,提高機械效率的意義：減小額外功，在有用功相同時，從而減小總功，節(jié)約能量。,1、下列有關(guān)機械效率的概念的敘述中正確的是（ ）

14、 A、機械效率越大，做功越快 B、做有用功越多時，機械效率越大 C、機械效率越大，又省力又省功 D、機械效率越大，有用功占總功的比值越大,D,2、小均用動滑輪將質(zhì)量為40kg的貨物勻速提高了5m ，他用250N的拉力拉了10s，下列說法正確的是：( )（g 取10N/kg） A有用功為200J B額外功為500J C動滑輪的機械效率為75% D小均的功率為200W,B,3、使用機械效率高的機械比效率低的機械相比，下列說法正確的是（ ）,A.更省力 B.更省距離 C.功率更高，節(jié)約時間 D.有用功相同時更省功，節(jié)約能量 E.使用更方便,D,2.如圖所示，為使重為1500N的物體勻速移動到長100m斜面的頂端，若斜面的高為10m.如果不計摩擦，需要的推力是多大？若實際需用180N的推力，則這個斜面的機械效率是多少？摩擦力是多大？,G,F,L,h,5、如圖所示，某人用一個滑輪組 站在地面上把500N的貨物經(jīng)5s提高 了2m，所用的力是300N。求 （1）這個人做功是多少？ （2）這個滑輪組的機械 F 效率是多少？,探究動滑輪的機械效率,一、影響動滑輪的機械效率的因素,減輕動滑輪自重,減小滑輪轉(zhuǎn)軸間的