第五节 机械效率

1、第五节第五节 机械效率机械效率 小明家住在四楼，买了一批木料，小明家住在四楼，买了一批木料，要把要把 木料运到四楼，有哪些方法？木料运到四楼，有哪些方法？ 用手直接把木料提上去用手直接把木料提上去 用杠杆把木料提上去用杠杆把木料提上去 用动滑轮或滑轮组用动滑轮或滑轮组 使用简单机械能达到怎样的目的？使用简单机械能达到怎样的目的？ 改变力的方向改变力的方向省距离省距离 省力省力 用用手拉绳手拉绳做的功与做的功与动滑轮对木料动滑轮对木料做做 的功的功相等相等吗？吗？ 实验目的实验目的: 活动活动 11.7 再探动滑轮：再探动滑轮： 实验器材实验器材: 实验注意事项实验注意事项: 比较利用动滑轮提升

2、物体与比较利用动滑轮提升物体与 直接提升物体做功的多少直接提升物体做功的多少 铁架台、动滑轮、钩码、弹簧测力计、铁架台、动滑轮、钩码、弹簧测力计、 刻度尺、细线刻度尺、细线 测量的物理量测量的物理量: 物体的重力物体的重力G 物体上升的高度物体上升的高度h 作用在绳子上的力作用在绳子上的力F 绳子移动的距离绳子移动的距离S 匀速拉动绳子匀速拉动绳子 拉力竖直向上拉力竖直向上 实验表格设计实验表格设计: 物理物理 量量 G/N h/mF/Ns/mGh/J Fs/J 11003726 215031006 320031256 用用手拉绳手拉绳做的功与做的功与动滑轮对木料动滑轮对木料做的功做的功相等相

3、等吗？吗？ 若不相等，则哪个大？你能找出其中的原因吗？若不相等，则哪个大？你能找出其中的原因吗？ 利用动滑轮提升物体时，除了对物体做功，还利用动滑轮提升物体时，除了对物体做功，还 不得不对动滑轮做功。不得不对动滑轮做功。 思考思考: 利用斜面提升物体所做的利用斜面提升物体所做的 功与直接提升物体的做功功与直接提升物体的做功 不等不等的原因是什么的原因是什么? 利用斜面提升物体时，除了对物体做功，还不利用斜面提升物体时，除了对物体做功，还不 得不克服斜面的摩擦力做功。得不克服斜面的摩擦力做功。 我们利用机械来提升重物是我们的目的，所以机械我们利用机械来提升重物是我们的目的，所以机械 对重物所做的

4、功是有利用价值的，我们称为有用功。对重物所做的功是有利用价值的，我们称为有用功。 1、有用功：、有用功： “W有用 有用” ” 机械对物体做的有利用价值的功机械对物体做的有利用价值的功 我们在使用机械来提升重物时，需要克服摩擦做功，我们在使用机械来提升重物时，需要克服摩擦做功， 还要克服机械本身的重力做功，这部分功不是我们所想还要克服机械本身的重力做功，这部分功不是我们所想 要的，但又不得不做的功，这种功叫做额外功。要的，但又不得不做的功，这种功叫做额外功。 2、额外功：、额外功：“W额外 额外” ” 机械克服本身的重力和摩擦力所做的机械克服本身的重力和摩擦力所做的 无利用价值的功无利用价值的

5、功 3、总功：、总功：“W总 总” ”动力对机械所做的功动力对机械所做的功 三者关系：三者关系： W总 总= W有用有用 + W额外额外 有用功、额外功与总功：有用功、额外功与总功： 额外功额外功: 提升物体提升物体 目目 的的: 提升物体所提升物体所 做的功做的功Gh 有用功有用功: 提升动滑轮所提升动滑轮所 做的功做的功G0h 总总 功功:人对动滑轮所人对动滑轮所 做的功做的功Fs 有用功、额外功与总功：有用功、额外功与总功： 额外功额外功: 提升物体提升物体 目目 的的: 提升物体所提升物体所 做的功做的功Gh 有用功有用功: 克服斜面摩擦克服斜面摩擦 所做的功所做的功fs 总总 功功:

6、人拉物体所做人拉物体所做 的功的功Fs 有用功、额外功与总功：有用功、额外功与总功： F / F ss / 额外功额外功: 移动物体移动物体 目目 的的: 克 服 摩 擦 所克 服 摩 擦 所 做的功做的功 有用功有用功: 克服滑轮轴之克服滑轮轴之 摩擦所做的功摩擦所做的功 总总 功功:人对滑轮组所人对滑轮组所 做的功做的功 有用功有用功W有用 有用： ： 总总 功功W总 总： ： 有用功、额外功与总功：有用功、额外功与总功： 额外功额外功W额外 额外： ： 总功总功有用功有用功额外功额外功 W总 总 W有用 有用 W额外 额外 使用机械时，实现目的所做的功使用机械时，实现目的所做的功 人们不

7、需要但又不人们不需要但又不 得不做的功得不做的功 对机械所施加的对机械所施加的动力所做的功动力所做的功 用水桶从井中提水时，所做的有用功是用水桶从井中提水时，所做的有用功是 ，额外功是，额外功是 ，总，总 功是功是 ； 如果桶掉到井里，从井里捞桶时，捞上来如果桶掉到井里，从井里捞桶时，捞上来 的桶里带了一些水，有用功是的桶里带了一些水，有用功是 ， 额外功是额外功是 ，总功是，总功是 。 克服水的重力做功克服水的重力做功克服桶的重力做功克服桶的重力做功 拉力所做的功拉力所做的功 克服桶的重力做功克服桶的重力做功 克服水的重力做功克服水的重力做功拉力所做的功拉力所做的功 有用功、额外功与总功：有

8、用功、额外功与总功： 某人用动滑轮将重为某人用动滑轮将重为100N100N的沙的沙 子提升子提升6m6m高度。口袋重高度。口袋重5N5N，动滑轮，动滑轮 重重10N10N，不考虑绳子重及滑轮摩擦，不考虑绳子重及滑轮摩擦， 则有用功、额外功及总功各是多少？则有用功、额外功及总功各是多少？ W总 总 Fs (100+15)N/26m2690J W有用 有用 F1s1Gh100N6m600J W额外 额外 F2s2G0h(10+5)N6m90J 有用功总小于总功有用功总小于总功, ,所以机械效率总小于所以机械效率总小于1 1 公式：公式： (1)(1)机械效率一般用百分数表示，没有单位机械效率一般用

9、百分数表示，没有单位 机械效率机械效率 (2)思考：思考：机械效率会大于吗机械效率会大于吗? ?为什么为什么? ? 机械效率机械效率= 100% 有用功有用功 总功总功 = 100% W有用 有用 W总 总 起重机的机械效率是起重机的机械效率是60%,60%, 它表示什么意思？它表示什么意思？ 使用起重机提升重物时所做的有用功跟总功的比使用起重机提升重物时所做的有用功跟总功的比 值是值是60%60% 机械效率机械效率 有用功在总功中占有有用功在总功中占有60%60%，另外的，另外的4040是额外功是额外功 一些机械的机械效率：一些机械的机械效率： 滑轮组：滑轮组： 50%70% 起重机：起重机

10、： 40%50% 一些机械的机械效率：一些机械的机械效率： 抽水机：抽水机： 60%80% 柴油机：柴油机： 28%40% 测量测量 次数次数 F/Ns/mG/Nh/mFs/JGh/J 2.50.240.154 30.350.150.90.75 3.50.260.10.70.6 机械效率机械效率 计算同一动滑轮在不同情况下的机械效率？计算同一动滑轮在不同情况下的机械效率？ 你有什么发现？你有什么发现？ 80% 83.3% 85.7% （1）同一动滑轮的机械效率不是固定不变的。）同一动滑轮的机械效率不是固定不变的。 （2）动滑轮的机械效率随着被提升物体的重力）动滑轮的机械效率随着被提升物体的重力

11、 增大而变大。增大而变大。 议一议：议一议： 动滑轮的机械效率与哪些因素有关？动滑轮的机械效率与哪些因素有关？ 如何提高动滑轮的机械效率？如何提高动滑轮的机械效率？ 1.减小动滑轮自重来减少额外功减小动滑轮自重来减少额外功 3.增加提升物体的重力来增加有用功增加提升物体的重力来增加有用功 2.减小机械间的摩擦力来减少额外功减小机械间的摩擦力来减少额外功 如何提高机械效率：如何提高机械效率： 第一是减小额外功第一是减小额外功 （1）如保持良好的润滑，减小滑轮的轮）如保持良好的润滑，减小滑轮的轮 与轴之间的摩擦；（与轴之间的摩擦；（2）减小动滑轮重等）减小动滑轮重等 方法都能减小额外功，提高机械效

12、率。方法都能减小额外功，提高机械效率。 使用斜面等简单机械怎样减小额外功，应采取使用斜面等简单机械怎样减小额外功，应采取 什么样的方法和措施？什么样的方法和措施？ 第二是增加有用功第二是增加有用功 当额外功不变时，有用功越大机械效率当额外功不变时，有用功越大机械效率 越高。以滑轮组提升重物为例，当动滑轮重越高。以滑轮组提升重物为例，当动滑轮重 和摩擦不变时，提起货物越重，效率越高；和摩擦不变时，提起货物越重，效率越高； 或以提水上楼为例，当水桶重不变时，桶中或以提水上楼为例，当水桶重不变时，桶中 的水越重，效率越高。的水越重，效率越高。 同一种机械在不同的条件下，机械效同一种机械在不同的条件下

13、，机械效 率可能不同率可能不同，尽量在机械满载的情况下，尽量在机械满载的情况下 工作，这是提高机械效率的方法之一。工作，这是提高机械效率的方法之一。 请你判断：请你判断：下面说法中是否正确下面说法中是否正确？ 1有用功越多，机械效率越高（有用功越多，机械效率越高（ ） 2额外功越少，机械效率越高（额外功越少，机械效率越高（ ） 3物体做功越慢，机械效率越低（物体做功越慢，机械效率越低（ ） 4做总功越多，机械效率越低（做总功越多，机械效率越低（ ） 5做相同的有用功，额外功越少，机械效率越做相同的有用功，额外功越少，机械效率越 高（高（ ） 6做相同的总功时，有用功越多，机械效率越做相同的总功

14、时，有用功越多，机械效率越 高（高（ ） 7机械效率越高，越省力（机械效率越高，越省力（ ） 例例1、利用如图所示的滑轮组，在、利用如图所示的滑轮组，在F=80NF=80N的拉力作的拉力作 用下用下, ,将一个重为将一个重为180N180N的物体匀速举高的物体匀速举高1m1m，绳重、，绳重、 摩擦不计。求摩擦不计。求: :（1 1）W W总 总= =？（ ？（2 2）W W有用 有用= =？ ？ (3) W(3) W额外 额外=? (4)=? (5) G =? (4)=? (5) G动 动=? =? G F . 答案答案: (1) W总 总= 240J; (2) W有用 有用= 180J; (3) W额外 额外= 60J; (4) = 75; (5) G G动 动=60N =60N。 例例2、小明用、小明用100N的力沿竖直方向的力沿竖直方向 将杠杆的一端拉下将杠杆的一端拉下2m，杠杆的另一，杠杆的另一 端将端将320N的重物提高了的重物提高了0.5m， 他做的有用功是多少？他做的有用功是多少？ 总功是多少？总功是多少？ 杠杆的机械效率是多少？杠杆的机械效率是多少？ “一桶（统）江山”： 古代有个宰相，奏准皇帝“一桶（统）江山”，铸一个 大铁桶，巧妙地整治了讲他坏话的御膳房伙计。抬一桶 水，却要抬起很重的铁桶，要做很多无用功（额外功）。 圣旨 宰相所奏极是，朕 奉天一统