机械效率(公开课)课件

1、功的原理：功的原理：使用任何机械都不能省功。使用任何机械都不能省功。用机械时做功用机械时做功W1= 不用机械时做的功不用机械时做的功W2（不考虑动滑轮重和摩擦）（不考虑动滑轮重和摩擦）实际情况下动滑轮重和摩擦是存在的，那么上实际情况下动滑轮重和摩擦是存在的，那么上面的关系应怎样呢？面的关系应怎样呢？用机械时做功用机械时做功W1不用机械时做的功不用机械时做的功W2G=100NF=100N f=5N+ 5N 实际上实际上, 用定滑轮提升重物时用定滑轮提升重物时,还要克服摩擦还要克服摩擦阻力阻力.例例1：定滑轮：定滑轮GG=80NF=40NG=10Nf=3N+3N理想拉理想拉力力实际拉实际拉力力例例

2、2：动滑轮：动滑轮+5N额外阻力额外阻力=48N实际上，用动滑轮提实际上，用动滑轮提升重物时，升重物时，还必须把还必须把动滑轮提起及克服摩动滑轮提起及克服摩擦擦。h=1mL=5mG=150NF=30Nf=8N+8N例例3：斜面：斜面实际上，用斜面提升重物时，实际上，用斜面提升重物时，还必须还必须克服摩擦克服摩擦。由于用机械时由于用机械时总存在摩擦，以及动滑轮总存在摩擦，以及动滑轮必定受到重力。必定受到重力。因此实际在使用机械时因此实际在使用机械时人所做的功，一定人所做的功，一定大于大于不用机械而直接不用机械而直接用手所做的功。用手所做的功。二、机械效率二、机械效率综述综述1、总功、有用功、额外

3、功的意义、总功、有用功、额外功的意义。F=50N以动滑轮为例以动滑轮为例.若动滑轮把物体提高若动滑轮把物体提高1m.GFGS=2h =2m则则:人对动滑轮所做的功人对动滑轮所做的功WW=FS= 50N 2m = 100J80NG=10N f = 5N这个这个W应包括以下应包括以下的力做的功的力做的功.a.提起物体提起物体G做的功做的功W1W1=Gh= 80N 1m = 80Jb.提起滑轮提起滑轮G做的功做的功W2W2=Gh= 10N 1m =10Jc.克服摩擦阻力克服摩擦阻力f做的功做的功W3W3= f s = 5N 2m = 10J h=1m即即: W = W1 + W2 + W3提起物体提

4、起物体做的功做的功提起滑轮提起滑轮做的功做的功克服摩擦克服摩擦力做的功力做的功人们做人们做的功的功=+目目 的的没有用但又不得不做的没有用但又不得不做的总共的总共的有用功有用功额额 外外 功功总功总功=+ W总总= W有有 + W额额利用机械工作时利用机械工作时,对人们有用的功叫做对人们有用的功叫做有用功有用功W有有对人们没有用又不得不额外做的功叫做对人们没有用又不得不额外做的功叫做外额功外额功W额额有用功与额外功的和有用功与额外功的和,叫做叫做总功总功W总总你会选哪种方法呢？你会选哪种方法呢？想想议议想想议议123123对沙子做功对沙子做功对桶做功对桶做功克服重力做功克服重力做功对沙子做功对

5、沙子做功对桶做功对桶做功对动滑轮做功对动滑轮做功对沙子做功对沙子做功对口袋做功对口袋做功对动滑轮做功对动滑轮做功123123对沙子做功对沙子做功对桶做功对桶做功克服重力做功克服重力做功对沙子做功对沙子做功对桶做功对桶做功对滑轮做功对滑轮做功对沙子做功对沙子做功对囗袋做功对囗袋做功对滑轮做功对滑轮做功600J2520J600J180J600J90J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。3120J780J690Jn所以我们选择第三种方法做功从以上分析从以上分析,有用功有用功W有有只占总功只占总功W总总的其中一部分的其中一部分.占多少呢占多少

6、呢?占多一好呢占多一好呢?还是少一点好呢还是少一点好呢? ? ? ?2. 机械效率的意义机械效率的意义有用功有用功W有有跟总功跟总功W总总的比值的比值,叫做机械效率叫做机械效率.W有有W总总=所以所以 总是总是 1因为因为W有有总是总是 W总总机械效率常用百分数来表示机械效率常用百分数来表示 “ % ” .起重机的机械效率一般为起重机的机械效率一般为40-5040-50滑轮组的机械效率一般为滑轮组的机械效率一般为50-70抽水机的机械效率为抽水机的机械效率为60-80 提高机械效率提高机械效率,更充分的发挥设备更充分的发挥设备的作用的作用,有着重要的经济意义有着重要的经济意义 该如何提高机械效

7、率呢该如何提高机械效率呢提高机械效率提高机械效率 的方法的方法如：减轻动滑轮自重、减如：减轻动滑轮自重、减少摩擦力、减轻桶重（袋少摩擦力、减轻桶重（袋重）等重）等如：增加物重如：增加物重1、有用功不变时，、有用功不变时，减少额外功减少额外功2、额外功不变时，、额外功不变时，增加有用功增加有用功判断：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1( )7做

8、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( )例题：起重机把质量为例题：起重机把质量为0.6t的重物提升了的重物提升了3m，而它的电动机所做的功是而它的电动机所做的功是3.4 104J起重机的起重机的机械效率是多少？机械效率是多少？0044443333/53104.3108.1104.3108.13106106/10106.0106.06.0JJWWJWJmNGhWNKgNKgmgGKgtm总有总有解： 1 1、一台起重机将重、一台起重机将重3600N3600N的货物的货

9、物提高提高4m4m。如果额外功是。如果额外功是9600J9600J，起重机，起重机做的有用功是多少？总功是多少？机械做的有用功是多少？总功是多少？机械效率是多少？效率是多少？解：解：起重机提高物体的力等于物体的重力起重机提高物体的力等于物体的重力F=G=3600N起重机提升重物所做的有用功起重机提升重物所做的有用功W有有=Fh=Gh =3600N4m=14400J=1.44104J起重机做的总功起重机做的总功W总总=W有有+W额额 =14400J+9600J=2.4104J因此，起重机的机械效率因此，起重机的机械效率=W有有/W额额 = 1.44104J/2.4104J=60%探究影响滑轮组的

10、机械效率的因素探究影响滑轮组的机械效率的因素F猜想猜想（1）动滑轮的重量（个数）动滑轮的重量（个数）（2）物重）物重不计绳重和摩擦不计绳重和摩擦问题问题 (1)、滑轮组中哪个是定滑轮，哪个是动滑轮？ (2)、动滑轮和重物各有由几段绳承担的呢？ (3)、如果要将重物提高h厘米，那么绳子的自由端各要移动多少？ (4)、实验中弹簧秤应如何拉动？ (5)、两个不同装置提升相同的重物时的机械效率相不相同？那个滑轮组的机械效率高，为什么？对于同一个滑轮组来说，如果提升的重物不相同，什么时候机械效率高？ (6)、滑轮组的机械效率与什么因素有关，怎样提高滑轮组的机械效率？n.初中物理实验教学视频初中物理实验教

11、学视频 测滑轮组测滑轮组机械效率机械效率 初中物理实初中物理实.f4v滑轮组的机械效率实验结论：n1、同一个滑轮组，所挂的物重不同，机械效率也不同，所挂的物体越重越重，滑轮组的机械效率越大（高）。n2、所挂的物重相同时，动滑轮个数不同，机械效率也不同，动滑轮个数越多（动滑轮越重），滑轮组的机械效率越小（低）。推导滑轮组的机械效率表达式：推导滑轮组的机械效率表达式：）（竖直放置：总有nhSFnGFnGhFSGhWW）（水平放置：物绳物物绳物总有nSSFnfFnSfSFSfSWW2 2、如图所示的滑轮组匀速提升物体已知物重、如图所示的滑轮组匀速提升物体已知物重G G=240=240牛，手的拉力牛，

12、手的拉力F F=100=100牛，手上升距离为牛，手上升距离为3030厘米厘米, ,则有用功为多少焦耳则有用功为多少焦耳? ?该滑轮组的机械效率为多少该滑轮组的机械效率为多少? ?G解法一:因为h= S =10cm=0.1m13W有=Gh=240 N0.1m=24J W总=FS=100 N0.3m=30J = = 100%=80% W有W总24J30J F解法二：%803100240nNNFGFnhGhFSGhWW总有探究探究斜面的机械效率斜面的机械效率1. 斜面是一种常用的简单机械斜面是一种常用的简单机械.例例: 楼梯、滑梯、盘山公路、楼梯、滑梯、盘山公路、.等等.2. 斜面有什么作用斜面有

13、什么作用?任何一个斜面都可以看作一个直角三角形任何一个斜面都可以看作一个直角三角形.GABChLF可以省力可以省力L-斜面的长度斜面的长度 ABh-斜面的高度斜面的高度 BCG-物体的重量物体的重量F-沿着斜面推动物体上去的力沿着斜面推动物体上去的力. 沿着斜面匀速推动沿着斜面匀速推动物体上去的力做的功物体上去的力做的功: W总总=FL 不用斜面直接把物体不用斜面直接把物体抬上去做的功抬上去做的功:W有有= Gh.利伟实验中学物理组利伟实验中学物理组 2011物理实验物理实验加试资料探究斜面机械效率加试资料探究斜面机械效率.flv猜想：影响斜面的机械效率有哪些因素猜想：影响斜面的机械效率有哪些

14、因素可能有可能有（1）斜面的光滑程度（粗糙程度）斜面的光滑程度（粗糙程度）（2）斜面的陡度）斜面的陡度影响斜影响斜面机械面机械效率的效率的因素有因素有两点两点斜面的陡度斜面的陡度斜面的光滑程度斜面的光滑程度斜面光滑程度不变时斜面越陡斜面光滑程度不变时斜面越陡,机械效率越高机械效率越高斜面陡度不变时，斜面越光滑斜面陡度不变时，斜面越光滑,机械效率越高机械效率越高小结： 有用功有在总功总里所占百分比叫机有用功有在总功总里所占百分比叫机械效率，机械效率用械效率，机械效率用表示表示。W有/W总100%竖直方向： W有=Gh W总=FS S=nhGF FnGFnGhFSGhWW总有利用机械工作时利用机械

15、工作时,对人们有用的功叫做对人们有用的功叫做有用功有用功W有有对人们没有用又不得不额外做的功叫做对人们没有用又不得不额外做的功叫做外额功外额功W额额有用功与额外功的和有用功与额外功的和,叫做叫做总功总功W总总如果滑轮组在水平方向放置：有用功W有有=fS物物总功：W总总=FS绳绳（S物物是物体在水平方是物体在水平方向上移动的距离）向上移动的距离）F）（水平放置：物绳物物绳物总有nSSFnfFnSfSFSfSWW提高机械效率提高机械效率 的方法的方法如：减轻动滑轮自重、减如：减轻动滑轮自重、减少摩擦力、减轻桶重（袋少摩擦力、减轻桶重（袋重）等重）等如：增加物重如：增加物重1、有用功不变时，、有用功

16、不变时，减少额外功减少额外功2、额外功不变时，、额外功不变时，增加有用功增加有用功滑轮组的机械效率实验结论：n 1、同一个滑轮组，所挂的物重不、同一个滑轮组，所挂的物重不同，机械效率也不同，所挂的物体同，机械效率也不同，所挂的物体越重越重，滑轮组的机械效率滑轮组的机械效率越大（高）越大（高）。n 2、所挂的物重相同时，动滑轮个、所挂的物重相同时，动滑轮个数不同，机械效率也不同，动滑轮个数数不同，机械效率也不同，动滑轮个数越多（动滑轮越重）越多（动滑轮越重），滑轮组的机械效，滑轮组的机械效率率越小（低）越小（低）。影响斜影响斜面机械面机械效率的效率的因素有因素有两点两点斜面的陡度斜面的陡度斜面的

17、光滑程度斜面的光滑程度斜面光滑程度不变时斜面越陡斜面光滑程度不变时斜面越陡,机械效率越高机械效率越高斜面陡度不变时，斜面越光滑斜面陡度不变时，斜面越光滑,机械效率越高机械效率越高1、现实中,关于机械效率，以下说法正确的是：（ ）D、省力越多的机械，机械效率越高。C、做功越多的机械，机械效率越高；B、单位时间里做功越多的机械， 机械效率越高；A、机械效率总小于1；A2、为了提高滑轮组的机械效率，以下 做法中正确的是：（ ）C、增加承担物重的绳子股数；B、以较慢的速度匀速提升重物；A、以较快的速度匀速提升重物；D、把滑轮做得更轻巧，减小滑轮在 转动过程中的摩擦；D3、某同学用动力臂是阻力臂某同学用动力臂是阻力臂2 2倍的杠杆将倍的杠杆将重重400N400N的三种石头抬高的三种石头抬