第九讲功和机械效率.

1、1第九讲第九讲2第二节第二节 机械效率机械效率3通过一动滑轮用60 牛的拉力提起重为100牛的重物，使重物提高2米。（1）拉力做多少功？（2）如用手直接提起做功多少？W手=Gh=100N2m=200JW用机械=FS=60N4m=240J为什么利用实际机械做的功大于不用机械直接用手为什么利用实际机械做的功大于不用机械直接用手做的功呢做的功呢 ？FS=2h=22m=4m4 人提人提 沙子做功沙子做功1 1对砂子对砂子做功做功2 2对桶做功对桶做功3 3克服自重做功克服自重做功人拉滑轮做功人拉滑轮做功1 1对砂子做功对砂子做功2 2对桶做功对桶做功3 3对动滑轮做功对动滑轮做功人拉滑轮做功人拉滑轮做

2、功1 1对砂子做功对砂子做功2 2对口袋做功对口袋做功3 3对动滑轮做功对动滑轮做功5有用功有用功 ：对人们有用的功对人们有用的功有用W额外功额外功 ：人们不需要但又不得不做的功人们不需要但又不得不做的功额W总功总功 ：有用功与额外功的总和有用功与额外功的总和总W6请计算出有用功、额外功和总功分别是多少？请计算出有用功、额外功和总功分别是多少？7人提沙子做功1对砂子做功2对桶做功3克服自重做功人拉滑轮做功1对砂子做功2对桶做功3对动滑轮做功人拉滑轮做功1对砂子做功2对口袋做功3对动滑轮做功600J2520J600J180J600J90J 3120J780J690J你希望额外功多些还是少些呢？你

3、希望额外功多些还是少些呢？砂子重100N 人重400N 桶重20N 动滑轮重10N 口袋重5N 地面到三楼高6 m 8请算出刚才的三种办法中有用功在总功中占的百分比。请算出刚才的三种办法中有用功在总功中占的百分比。用哪种方法好？用哪种方法好？9机械效率机械效率有用功跟总功的比值叫机械效率有用功跟总功的比值叫机械效率 有用功总小于总功，所以机械效率总小于有用功总小于总功，所以机械效率总小于1 1 看看刚才的数据，思考机械效率会大于吗？为什么？公式：公式： 总有WW机械效率一般用百分数表示，没有单位 10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

4、升重物时所做的有用功跟总功使用起重机提升重物时所做的有用功跟总功的比值是的比值是60%60%，也可以说有用功在总功中占有，也可以说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11例例 用一动滑轮将重用一动滑轮将重200N200N的砂子提到的砂子提到9m9m高的脚手高的脚手架上，所用力是架上，所用力是120N120N，求有用功、总功机械效率，求有用功、总功机械效率各是多少？各是多少？J1800m9N200hGW有%3 .83J2160J1800J2160m18N120总有总WWsFW解：解：12判断：判断：下面说法中是否正确1. 做功多的机械，机械效率高2做总功越多，机

5、械效率越低3做相同的有用功，额外功越少，机械效率越高4做相同的总功时，有用功越多，机械效率越高5用不同的滑轮组，做的有用功相同时，机械效率一定相同6因为有用功总小于总功，所以机械效率总小于17做的额外功一定时，总功越少，机械效率越高8有用功在总功中占的比例越大，机械效率越高9. 机械效率高的机械省功10.机械效率高的机械有用功占总功比值大13如何提高机械效率？如何提高机械效率？ 减小机械自重减小机械自重减小机械间的摩擦力减小机械间的摩擦力14机械效率的定义机械效率的定义 ： 有用功跟总动的比值有用功跟总动的比值 额有总WWW总有WW总有WW有用功有用功 ：对人们有用的功：对人们有用的功有用W额

6、外功额外功 ：人们不需要但又不得不做的功：人们不需要但又不得不做的功额W总功总功 ：有用功与额外功的总和：有用功与额外功的总和总W 公式：公式： 永远小于永远小于1 1 如何提高机械效率小结小结15滑轮组的机械效率滑轮组的机械效率16 W有有 = F拉拉 hF ShGWW物总有 17如图所示的机械中，用动滑轮重为如图所示的机械中，用动滑轮重为G G动动的滑轮的滑轮组将重为组将重为G G 的物体匀速提升的物体匀速提升h h，不计绳重和摩，不计绳重和摩擦，擦，W W有有=_=_，W W总总=_=_，=_=_。G hG h( (G G + +G G动动) )h hG G/(/(G G + +G G动

7、动) )不计绳重和摩擦不计绳重和摩擦: : = = G G物物G G物物+ + G G动动181.下列关于机械效率的说法中正确的是下列关于机械效率的说法中正确的是( )A.做功多的机械，机械效率一定高做功多的机械，机械效率一定高B.单位时间内所做的功越多，机械效率单位时间内所做的功越多，机械效率越高越高C.使用任何机械的目的都是为了省功使用任何机械的目的都是为了省功D.使用任何机械，它的机械效率总小于使用任何机械，它的机械效率总小于1D热身训练热身训练192 2、甲乙两机械，甲的机械效率是、甲乙两机械，甲的机械效率是7070、乙的机械效率是乙的机械效率是5050，下列说法中，下列说法中正确的是

8、正确的是（ ）A A、使用甲机械做功省力、使用甲机械做功省力 B B、甲机械做功快、甲机械做功快C C、相同时间内，甲机械完成的功多、相同时间内，甲机械完成的功多 D D、乙机械的额外功在总功中占的比例、乙机械的额外功在总功中占的比例大。大。D203 3、关于机械效率，下列说法正确的是、关于机械效率，下列说法正确的是（ ）A.A.有用功越大，机械的机械效率就越高有用功越大，机械的机械效率就越高 B.B.额外功越大，机械的机械效率就越低额外功越大，机械的机械效率就越低C.C.总功越大，机械的机械效率就越低总功越大，机械的机械效率就越低 D D. .有用功与总功的比值越大，机械的机有用功与总功的比

9、值越大，机械的机械效率就越高械效率就越高 D214 4、用四只完全相同的滑轮和两根相同、用四只完全相同的滑轮和两根相同的绳子组成如图所示的甲、乙两个的绳子组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，不计绳子与滑轮的摩擦滑轮组，不计绳子与滑轮的摩擦 （ ）A A、甲较省力且机械效率较高、甲较省力且机械效率较高B B、乙较省力且机械效率较高、乙较省力且机械效率较高C C、两个滑轮组省力程度不同，机械效、两个滑轮组省力程度不同，机械效率相同率相同D D、两个滑轮组省力程度相同，机械效、两个滑轮组省力程度相同，机械效率不同率不同CFF22 例题例题1 1： 用如图所示的滑轮组匀速提升用如图所示的滑轮组匀速提升20

10、0N200N重物，已知动滑轮的重力重物，已知动滑轮的重力为为40N40N，物体上升，物体上升2 2米。米。 （忽略绳重和摩擦）（忽略绳重和摩擦） 求求（1 1）拉力）拉力F F的大小？的大小？ （2 2）有用功为多大？）有用功为多大？ （3 3）总功为多大？）总功为多大？ （4 4）该滑轮组的机械效率？）该滑轮组的机械效率？F F=(=(G G+ +G G动动)/)/n n=80N=80NW W有有= =GhGh=400J=400JW W总总= =FnhFnh=480J=480J83.383.323例题例题2 2： 用如图所示的滑轮组匀速提起用如图所示的滑轮组匀速提起重物，当被提起的重物重物，

11、当被提起的重物G=320NG=320N时，时，绳端的拉力绳端的拉力F=200NF=200N（不计绳重和（不计绳重和摩擦）求：摩擦）求： （1 1）该滑轮组的机械效率？）该滑轮组的机械效率？（2 2）动滑轮的重力为多少？）动滑轮的重力为多少？（3 3）若被提起重物为）若被提起重物为G G1 1=420N=420N，滑滑轮组的机械效率轮组的机械效率 ？=G/nF=80G动动=2F-G=80N=G动动/（G1+G动动）=8424例例3 3：利用图所示装置：利用图所示装置, ,把质量为把质量为30kg30kg、密度为、密度为3 310103 3kg/mkg/m3 3的薄石块从水面下的薄石块从水面下4m

12、4m处拉出水面后处拉出水面后, ,再提再提升了升了10m,10m,动滑轮重为动滑轮重为40N(40N(不计绳重与滑轮间的摩擦不计绳重与滑轮间的摩擦, ,设石块的两个上升过程都为匀速设石块的两个上升过程都为匀速,g,g取取10N/kg).10N/kg).求求: :石块离开水面前与离开水面后石块离开水面前与离开水面后, ,这个装置的机械效这个装置的机械效率分别是多少率分别是多少? ?F( (可近似认为石块离开水面前浮力大可近似认为石块离开水面前浮力大小不变，结果保留一位小数小不变，结果保留一位小数).).1=T/Fn=T/（T+G动动）=83.3F浮浮=水水gV排排=100N T=G-F浮浮=30

13、0N-100N=200NV排排=V石石=m/石石=0.01m25例例3 3：利用图所示装置：利用图所示装置, ,把质量为把质量为30kg30kg、密度为、密度为3 310103 3kg/mkg/m3 3的薄石块从水面下的薄石块从水面下4m4m处拉出水面处拉出水面后后, ,再提升了再提升了10m,10m,动滑轮重为动滑轮重为40N(40N(不计绳重与不计绳重与滑轮间的摩擦滑轮间的摩擦, ,设石块的两个上升过程都为匀设石块的两个上升过程都为匀速速,g,g取取10N/kg).10N/kg).求求: :石块离开水面前与离开水面后石块离开水面前与离开水面后, ,这个装置的机械效率分别是多少这个装置的机械

14、效率分别是多少? ?F( (可近似认为石块离开水面前浮力大可近似认为石块离开水面前浮力大小不变，结果保留一位小数小不变，结果保留一位小数).).T=G=300N2=T/Fn=G/(G+G动动)=88.226练习：如图是某同学在测量滑练习：如图是某同学在测量滑轮组的机械效率实验的图形，轮组的机械效率实验的图形，重物的重力为重物的重力为8 8N N，每个滑轮的，每个滑轮的重力都为重力都为1 1N N，不计绳重及绳子，不计绳重及绳子与滑轮、滑轮轴之间的摩擦，与滑轮、滑轮轴之间的摩擦，使用滑轮组使钩码匀速直线上使用滑轮组使钩码匀速直线上升升0.10.1m m，则人的拉力大小为，则人的拉力大小为 N N

15、，有用功为，有用功为 J J，额外，额外功 为功 为 J J ， 机 械 效 率， 机 械 效 率为为 F%F拉27有用功和总功的寻找有用功和总功的寻找例例1 1、如图所示，用滑轮组、如图所示，用滑轮组匀速提升一重匀速提升一重100 N的重物，的重物，所用的拉力所用的拉力F大小为大小为60 N. 如果物体上升如果物体上升1 m，则，则W总总= J，W有用有用=_J, =_，如果不计绳重，如果不计绳重及绳子与滑轮的摩擦，则及绳子与滑轮的摩擦，则动滑轮的重动滑轮的重G动动= _N.12010083.3%20F拉28有用功和总功的寻找有用功和总功的寻找 例例2 2 、如图所示，

16、在、如图所示，在5050N N的水平拉力的水平拉力F F作作用下用下, , 重重800800的物体沿水平地面做匀的物体沿水平地面做匀速直线运动速直线运动, , 物体与地面间滑动摩擦力物体与地面间滑动摩擦力为为 1 2 01 2 0 . . 则 滑 轮 组 的 机 械 效 率则 滑 轮 组 的 机 械 效 率为为 ；若物体的速度为；若物体的速度为0.20.2m/s,m/s,则则1 1minmin内拉力做的功为内拉力做的功为 J J80%1800F拉拉29有用功和总功的寻找有用功和总功的寻找 例例3.3.一块重为一块重为5050N N的石块，沉在装水的容的石块，沉在装水的容器底部，所受到的浮力为器

17、底部，所受到的浮力为1010N N，某同学用，某同学用一动滑轮将石块从水中匀速提起一动滑轮将石块从水中匀速提起1 1m m，但石，但石块没有露出水面，如图所示不计绳重与摩块没有露出水面，如图所示不计绳重与摩擦，已知绳的自由端拉力为擦，已知绳的自由端拉力为2424N N，求石块，求石块在上升过程中，绳的自由端拉力做功为在上升过程中，绳的自由端拉力做功为_，动滑轮的有用功为，动滑轮的有用功为_，动滑，动滑轮的机械效率为轮的机械效率为_。48J40J83.3%F拉30有用功和总功的寻找方法有用功和总功的寻找方法1 1、W W有为滑轮组对物体的有为滑轮组对物体的拉力所做的功。拉力所做的功。 （一般从滑

18、轮组直接对物（一般从滑轮组直接对物体施加的力入手）体施加的力入手）2 2、W W总为动力对滑轮组所总为动力对滑轮组所做的功。做的功。 （一般从动力为人手处入（一般从动力为人手处入手）手）FF拉F拉F拉拉WGhGhGWFsFnhnF有 用总小结：小结：31例例3.一块重为一块重为50N的石块，沉在装水的容的石块，沉在装水的容器底部，所受到的浮力为器底部，所受到的浮力为10N，某同学用，某同学用一动滑轮将石块从水中匀速提起一动滑轮将石块从水中匀速提起1m，但，但石块没有露出水面，如图所示不计绳重与石块没有露出水面，如图所示不计绳重与摩擦，已知绳的自由端拉力为摩擦，已知绳的自由端拉力为24N，求石，

19、求石块在上升过程中，绳的自由端拉力做功为块在上升过程中，绳的自由端拉力做功为_ _，动滑轮的有用功为，动滑轮的有用功为_，动滑轮的机械效率为，动滑轮的机械效率为_。当石块全。当石块全部露出水面后部露出水面后,动滑轮的机械效率将动滑轮的机械效率将_ （选填（选填“增大增大”“”“减小减小”或或“不不变变”），理由是：），理由是：_有用功和总功的寻找有用功和总功的寻找48J40J83.3%增大增大有用功增加有用功增加, ,额外功不变额外功不变, ,机械效率增大机械效率增大F拉32例例4 4、同学们在探究、同学们在探究“影响滑轮组机械效率高低的因素影响滑轮组机械效率高低的因素”时提出了下时提出了下列

20、假设：列假设：（1 1）滑轮组机械效率高低可能与动滑轮重有关）滑轮组机械效率高低可能与动滑轮重有关 （2 2）滑轮组机械效率高低可能与被物重有关）滑轮组机械效率高低可能与被物重有关（3 3）滑轮组机械效率高低可能与物体提升高度有关）滑轮组机械效率高低可能与物体提升高度有关（4 4）滑轮组机械效率高低可能与与承重绳子段数有关）滑轮组机械效率高低可能与与承重绳子段数有关, ,然后一位同学设计了如图所示的两个滑轮组，进行对比实验来验证然后一位同学设计了如图所示的两个滑轮组，进行对比实验来验证提出的假设，则该实验验证的假设是提出的假设，则该实验验证的假设是 （ ）A.A.（1 1） B.B.（2 2）

21、 C.C.（3 3） D.D.（4 4）影响滑轮组机械效率高低的因素影响滑轮组机械效率高低的因素B B33影响滑轮组机械效率高低的因素影响滑轮组机械效率高低的因素例例5 5、提高滑轮组的机械效率，下列措施、提高滑轮组的机械效率，下列措施正确的是正确的是( )A.多用几个动滑轮，减小拉力多用几个动滑轮，减小拉力B.增加钩码个数，增大拉力增加钩码个数，增大拉力C.减小提升的高度，减小做功减小提升的高度，减小做功D.上述措施都可行上述措施都可行B34影响滑轮组机械效率高低的因素总结影响滑轮组机械效率高低的因素总结：若忽略绳重及摩擦若忽略绳重及摩擦 可知：可知： G G一定时，一定时，G G动越大，滑轮组的机械效率动越大，滑轮组的机械效率就越小；就越小； G G动一定时，动一定时，G G越大，滑轮组的机械效率越大，滑轮组的机械效率就越大。就越大。11WGhGGWGh G hG GG有用动动动总F小结：小结：351 1、如图所示，在水平拉力、如图所示，在水平拉力F F作用下，