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文档简介

1、机械效率,1,藤蔓课堂,提出问题,2,藤蔓课堂,学 生 讨 论,学 生 讨 论,3,藤蔓课堂,对砂子做功,对空桶做功,克服自身重力做功,并不需要做 但 又不得不做的功,对人们有用 必须做的功,他的目的是:,把沙子运上三楼,手提水桶提沙子,4,藤蔓课堂,一、有用功和额外功,1.有用功(W有):为了达到工作目的,必须做的功,2.额外功(W额):为了达到工作目的,并非我们所 需要但又不得不做的功,3.总 功(W总):动力所做的所有功,即有用功与额外功的总和,W总 = W有 + W额,5,藤蔓课堂,用水桶从井中提水的时候,所做的功哪部分是有用功,哪部分是额外功?,提水所做的功是有用功;提水桶所做的功是

2、额外功。,如果桶掉到井里,从井里捞桶的时候,捞上的桶里带了一些水,这种情况下哪部分是有用功,哪部分是额外功?,提水桶所做的功是有用功;提水所做的功是额外功。,想一想;议一议:,6,藤蔓课堂,对砂子做功,对空桶做功,对动滑轮做功,议一议:,对砂子做功,对口袋做功,对动滑轮做功,另两种提沙方法中做的有用功、额外功、总功分别是哪些?,动滑轮提水桶提沙子,动滑轮提口袋提沙子,7,藤蔓课堂,理解机械的三种功,要提升G,同时必须将动滑轮也提升。这时,你要克服动滑轮重力和摩擦而额外做功,否则你不能完成任务。这部分功无利用价值而又不得不做,是额外功。,提升物体G是目的,有利用价值,是有用功,要实现目的,完成有

3、用功,必须施加动力F对滑轮做功,动力所做的是总功,如:用竖直方向上 的滑轮提升物体G,8,藤蔓课堂,无论采取那种方法都必须做的功。即:为达到目的所必须做的功。,(1)举高重物时:,W有用=G物h,W有=f摩擦S物,(2)在粗糙水平面上移动物体时:,有用功,9,藤蔓课堂,并非人们需要但又不得不做的功,(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,额外功,10,藤蔓课堂,动力对机械所做的功. 有用功和额外功的和等于总功。,W总=W有用+ W额外,公式(1) :,公式(2) :,W总=F动力S动力,作用在机械上的动

4、力,动力作用点移动的距离,总功,11,藤蔓课堂,W有1 = G沙 h,三种提沙方法中的W有、W额、W总分别为多少?,方法2:,方法3:,W额1 =(G桶 + G人)h,W总1 =(W有1 + W额1),方法1:,= 100N6m,= 600J,= (20N+400N)6m,= 2520J,= 3120J,W有2 = G沙 h = 600J,W额2 =(G桶 + G轮)h,W总2 =(W有2 + W额2),= (20N+10N)6m,= 180J,= 780J,W有3 = G沙 h = 600J,W额3 =(G袋 + G轮)h,W总3 =(W有3 + W额3),= (5N+10N)6m,= 90

5、J,= 690J,算一算:,12,藤蔓课堂,二、机械效率,(1)机械效率通常用百分数表示,没有单位.,1. 定义:有用功跟总功的比值叫机械效率(),(2)机械效率总小于1 .,(因为有用功总小于总功),2. 公式:,%,3. 特点:,13,藤蔓课堂,三种提沙方法中的机械效率分别为多少?,W有1 = G沙 h,方法2:,方法3:,W额1 =(G桶 + G人)h,W总1 =(W有1 + W额1),方法1:,= 100N6m,= 600J,= (20N+400N)6m,= 2520J,= 3120J,W有2 = G沙 h = 600J,W额2 =(G桶 + G轮)h,W总2 =(W有2 + W额2)

6、,= (20N+10N)6m,= 180J,= 780J,W有3 = G沙 h = 600J,W额3 =(G袋 + G轮)h,W总3 =(W有3 + W额3),= (5N+10N)6m,= 90J,= 690J,再算算:,有用功相同,额外功越少机械效率越高,14,藤蔓课堂,5、机械效率公式:,提升,移动,15,藤蔓课堂,起重机的机械效率是60%,它表示什么意思?,1.使用起重机提升重物时所做的有用功跟总功的比60% 2.也可以说有用功在总功中占有60%,另外额外功占40,4.机械效率的意义,有用功所占总功的比例越大,机械效率越高。,机械效率与 是否省力.功率大小. 提升高度. 绳子的绕法.做功

7、的多少无关。,16,藤蔓课堂,例1.用一动滑轮将货物400N的货物匀速提到 高2m,所用拉力是250N,求有用功、额外功. 总功和动滑轮的机械效率各是多少?,分析:使用动滑轮省了力,却费了距离,货物提高 2m, 绳子的自由端拉力通过的距离为4 m,,已知:G=400N h=2m S=4m F=250N,求: W有 W额 W总 ,W额= W总 W有 =1000J800J=200J,三.例题,17,藤蔓课堂,例2. 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?,解:,已知:G=200N h=9m S=18m F=120N,18,藤蔓课堂,请你

8、判断:1.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( ),练习,19,藤蔓课堂,2.一台起重机将重600N的货物提高4m.如果额外功是 9600J,起重机的有用功是多少?总功是多少? 机械效率是多少?,练习,已知:G=-N h=-m W额 =-J,求: W有 W总 ,解:,W总= W额+W有 =,%,=,20,藤蔓课堂,1 如图所示,建筑工地上,工人用一个

9、动滑轮将重720N的重物匀速提升5m,工人所用拉力为450N,求: (1)工人做的总功 (2)该动滑轮的机械效率 ()不考虑摩擦,求动滑轮的重 ()提升的物体重为, 该动滑轮的机械效率为多少?,21,藤蔓课堂,2.用它们分别将重相同的甲、乙两物体匀速提升相同的高度,所用的拉力分别为F甲、F乙,它们的机械效率分别为甲、乙。则F甲_F乙 甲_乙(选填“”、“”或“”),22,藤蔓课堂,探究动滑轮的机械效率,一、影响动滑轮的机械效率的因素,减轻动滑轮自重,减小滑轮转轴间的摩擦力,增加提升的物重。,减轻绳重,二、如何提高动滑轮的机械效率,1、动滑轮自重、滑轮摩擦、绳重,2、提升的物体重力,滑轮组的机械

10、效率与提升的高度、绳子的股数无关。,23,藤蔓课堂,为得出滑轮组的机械效率,需要求出有用功和总功,为此需要测出哪些物理量?每个量怎样测量?,弹簧测力计、 刻度尺、钩码、滑轮组两个、铁架台、长约2m的细绳。,实验器材:,实验探究:滑轮组的机械效率总是一定的吗?,重力G、拉力F、绳子移动距离S、重物上升高度h,原理:=W有用/W总 对物体做功为有用功:W有用=Gh(提重物)=fs物(水平移动物体)拉力做的功为总功:W总=Fs,24,藤蔓课堂,在测定滑轮组机械效率的实验中:,根据的原理是_。,实验中需要的测量工具有_和_。,需要直接测量的物理量有:绳端的拉力F、_、_和_。,注意事项:实验时拉力的方

11、向应尽量_,且应在钩码_的过程中读取拉力的大小。,=W有W总,刻度尺,弹簧测力器,物体重G,物体上升距离h,绳自由端移动距离S,竖直向上,匀速移动,25,藤蔓课堂,同一滑轮组提不同的重物,机械效率是否相同?,26,藤蔓课堂,实验数据:,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),使用相同的滑轮组提升不同的物体时,物体越重,则机械效率越高。,27,藤蔓课堂,不同滑轮组,提相同的重物,机械效率是否相同?,28,藤蔓课堂,4.0,4.0,1.5,1.2,0.1,0.1,0.3,0.5,0.4,0.4,0.

12、45,0.60,88.9%,66.7%,提升相同的物体,动滑轮越重,则机械效率越低。,29,藤蔓课堂,结论:1、使用相同的滑轮组提升不同的物体时,物体越重,则机械效率越高。 2、提升相同的物体,动滑轮越重,则机械效率越低。,30,藤蔓课堂,思考题:如果没有刻度尺,不能测量h和s,还能否测滑轮组的机械效率?,31,藤蔓课堂,斜面也是经常使用的省力机械,那么,斜面的机械效率要与什么因素有关呢?,猜想:斜面的粗糙程度,斜面的倾斜程度,物体的重力,32,藤蔓课堂,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,

13、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= F S,2.怎样计算有用功?,W有用 = G h,3.实验中需要测量哪几个物理量?,改变木板的倾斜程度,再测量两次斜面的机械效率,33,藤蔓课堂,实验前请猜想:,1.你认为省力多少与斜面的倾斜程度有什么关系?,2.斜面的机械效率与它的倾斜程度有什么关系?,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%,81%,光滑程度相同的斜面,越平缓越省力,机械效率越低。,34,藤蔓课堂,斜面的机械效

14、率与 1、斜面的粗糙程度有关:同一斜面,拉同一物体,斜面越粗糙,拉力越大,效率越低; 2、斜面的倾斜程度有关:粗糙程度相同,拉同一物体,斜面越陡(倾角越大),拉力越大,效率越高; 3、所拉物体的重力有关:,35,藤蔓课堂,提高滑轮组机械效率的途径:,主要从减小额外功入手,额外功主要包括:由于机械本身的重力和机械之间的摩擦使在使用机械时多做了功。 1、改善机械的结构,减轻机械本身的重力 2、加强润滑,减小机械间的摩擦,提高机械效率的意义:减小额外功,在有用功相同时,从而减小总功,节约能量。,36,藤蔓课堂,1、下列有关机械效率的概念的叙述中正确的是( ) A、机械效率越大,做功越快 B、做有用功

15、越多时,机械效率越大 C、机械效率越大,又省力又省功 D、机械效率越大,有用功占总功的比值越大,D,37,藤蔓课堂,2、小均用动滑轮将质量为40kg的货物匀速提高了5m ,他用250N的拉力拉了10s,下列说法正确的是:( )(g 取10N/kg) A有用功为200J B额外功为500J C动滑轮的机械效率为75% D小均的功率为200W,B,38,藤蔓课堂,3、使用机械效率高的机械比效率低的机械相比,下列说法正确的是( ),A.更省力 B.更省距离 C.功率更高,节约时间 D.有用功相同时更省功,节约能量 E.使用更方便,D,39,藤蔓课堂,2.如图所示,为使重为1500N的物体匀速移动到长100m斜面的顶端,若斜面的高为10m.如果不计摩擦,需要的推力是多大?若实际需用180N的推力,则这个斜面的机械效率是多少?摩擦力是多大?,G,F,L,h,40,藤蔓课堂,5、如图所示,某人用一个滑轮组 站在地面上把500N的货物经5s提高 了2m,所用的力是300N。求 (1)这个人做功是多少? (2)这个滑轮组的机械 F 效率是多少?,41,藤蔓课堂,探究动滑轮的机械效率,一、影响动滑轮的机械效率的因素,减轻动滑轮自重,减小滑轮转轴间的摩擦力,增加提

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