14人与机械课件16(鲁科版必修2)

第4节人与机械第4节人与机械11.能计算机械效率，并知道其物理意义。2.了解功率和机械效率是从不同方面反映机械性能的两个物理量，它们之间无必然的联系。3.了解现代机械的发展水平，增强效率意识。1.能计算机械效率，并知道其物理意义。2重点:机械效率的计算和物理意义。难点:1.判断功率和机械效率是从不同方面反映机械性能的两个物理量，它们之间无必然的联系;2.辩证认识智能化机械使用的利与弊。重点:机械效率的计算和物理意义。3一、功率与机械效率1.机械效率(1)机械效率的定义：有用功与_____的比值或有用功率与________的比值。(2)表达式：η=_________=_________。(3)物理意义：表示机械做功或利用该机械实现能量转化的___________的物理量。总功总功率有效程度一、功率与机械效率总功总功率有效程度4(4)特点：不考虑摩擦阻力和其他额外阻力的理想情况下机械效率______，实际情况中机械效率________。2.功率和机械效率两者是从不同方面反映机械性能的两个物理量，它们之间没有必然联系，功率大，表示机械_______，而机械效率高，则表示机械对能量的_______高。等于1总小于1做功快利用率(4)特点：不考虑摩擦阻力和其他额外阻力的理想情况下机械效等5二、机械的使用使用目的发展趋势注意问题代替甚至超越人力工作,使人们的工作更轻松、更有效。智能化水平越来越高,高智能机器人广泛进入生产、生活的各个领域。智能化机械若使用不当,会给人类造成危害。二、机械的使用使用目的发展趋势注意问题代替甚至超越人力工作,6【判一判】

（1）功率大，机械效率就大。()（2）机械做功越多，其效率就越大。()（3）随着科技的发展，人类能够制造出机械效率等于1的机械。()【判一判】7提示：（1）功率是对物体做功快慢的描述，机械效率是有用功与总功的比值，表示机械实现能量转化的有效程度，故（1）错。（2）机械效率是有用功与总功的比值，机械做功再多，由于无法确定其有用功的多少，故无法计算其效率的大小，（2）错。（3）机械工作时总会伴随着做一些无用功，由η不会等于1，故不能制造出机械效率等于1的机械，（3）错。提示：（1）功率是对物体做功快慢的描述，机械效率是有用功8功率与机械效率1.试分析功率、机械效率二者的物理意义是否相同，它们之间有无必然联系？功率与机械效率9提示：功率是单位时间内物体做功的多少，反映物体做功的快慢程度；机械效率则是有用功与总功的比值，反映机械对总功利用率的高低。功率和机械效率分别表示了机械的不同性能，这二者之间并没有必然的联系。提示：功率是单位时间内物体做功的多少，反映物体做功的快慢程度102.根据机械效率的定义分析提高机械效率的意义。提示：机械效率

对于任何机械，因为摩擦、自重等因素不可避免，所以W额外(或P额外)一定不为零，即W有用总小于W总。所以任何机械的机械效率总小于1，即η<1。提高机械效率η，就是要增加W有用而减小W额外，使能量尽可能多地转化为有用能量，提高能源利用效率，节约能源，减少浪费，实现可持续发展。2.根据机械效率的定义分析提高机械效率的意义。11【知识点拨】理解机械效率(1)总功：人们利用机械做功时，作用在机械上的动力对机械做的功。(2)额外功：为了要实现目的不得不做的额外部分的功。例如克服机械自身的重力、摩擦力等所做的功。(3)有用功：是指克服有用阻力所做的功。例如：利用滑轮组在竖直方向上提升重物时，克服物体的重力所做的功是有用功。(4)机械效率:【知识点拨】12【探究归纳】功率与机械效率1.机械效率的计算：2.功率和机械效率的区别：功率表示做功的快慢；机械效率表示机械对总能量的利用率。它们之间没有什么必然的联系。【探究归纳】13【典例】如图所示,工人用240N的拉力拉绳使水中的小船匀速靠岸,在10min内绳子被拉下60m,已知小船重1.8×104N,小船行进中受到的阻力是它所受重力的0.01倍,求:【典例】如图所示,工人用240N的拉力拉绳使水中的小船匀速14(1)工人拉绳时做功的功率。(2)此装置的机械效率。(3)此装置是否省力?是否省位移?(4)若克服滑轮阻力做功不变,小船增重至3.6×104N,机械效率变为多少?(1)工人拉绳时做功的功率。15【思路点拨】解答本题应注意以下两点:（1）人拉绳时人的作用对象是绳。人拉绳的功率是指总功率。（2）明确人对小船的有用功率指克服小船受到的阻力而做功的功率。【思路点拨】16【解析】(1)工人拉绳的功率=24W。(2)小船靠岸时的有用功率此装置的效率(3)题中两个滑轮皆为定滑轮,该装置既不省力,也不省位移,只是改变了施力方向。【解析】(1)工人拉绳的功率17(4)若还是将绳子拉下60m,克服滑轮阻力做功W额外=W总-W有用W额外=240N×60m-1.8×104N×0.01×60m=3600J小船增重后,W′有用=F·s=3.6×104×0.01×60J=21600J所以答案：（1）24W（2）75%（3）不省力不省位移（4）85.7%(4)若还是将绳子拉下60m,克服滑轮阻力做功W额外=W总18【变式训练】一台输出功率为10kW的电动机,效率为90%,带动一台效率为70%的起重机匀速提升1t的重物,重物被提升的速率为多少?(g取10m/s2)【解析】提升重物时的牵引力F=mg,有用功率为P有用=η1η2P0=0.9×0.7×104W=6.3×103WP有用=mgv,所以v=P有用/mg=0.63m/s。答案:0.63m/s【变式训练】一台输出功率为10kW的电动机,效率为90%,19【温馨提示】机械效率是有用功与总功的比值，因此分析和求解总功、有用功（额外功）是解题的关键。【温馨提示】机械效率是有用功与总功的比值，因此分析和求解总功20【典例】用如图所示的装置提升物体，物体重250N，动滑轮重10N。斜面长5m、高3m，人在右侧用F=100N的力拉绳，使物体匀速地由斜面底部上升到顶端，不计绳的质量及轮和轴的摩擦。求：(1)该装置的机械效率；(2)斜面对物体的摩擦力。考查内容机械效率的综合计算【典例】用如图所示的装置提升物体，物考查内容机械效率的综合计21【思路点拨】解答该题时应注意以下三点：(1)拉力F所做的功等于总功。(2)克服重物的重力所做的功等于有用功。(3)明确总功、有用功和额外功的关系。【思路点拨】22【解析】此装置为组合机械，它是滑轮组和斜面的组合。我们要根据滑轮组和斜面的特点来解题。(1)设斜面长为L，高为h，动滑轮重为G0，当物体由斜面底部上升到斜面顶端时，绳自由端移动的距离为s，根据题图可知：s=2L，W有=Gh，W总=F·s=2F·L=75%。(2)W总=2FL=2×100N×5m=1000J,设摩擦力为f,则额外功为W额外=fL+G0h，根据功的原理得W总=W有+W额外2FL=Gh+fL+G0h，代入数据得f=44N。答案：(1)75%(2)44N【解析】此装置为组合机械，它是滑轮组和斜面的组合。我们2314人与机械课件16(鲁科版必修2)2414人与机械课件16(鲁科版必修2)25第4节人与机械第4节人与机械261.能计算机械效率，并知道其物理意义。2.了解功率和机械效率是从不同方面反映机械性能的两个物理量，它们之间无必然的联系。3.了解现代机械的发展水平，增强效率意识。1.能计算机械效率，并知道其物理意义。27重点:机械效率的计算和物理意义。难点:1.判断功率和机械效率是从不同方面反映机械性能的两个物理量，它们之间无必然的联系;2.辩证认识智能化机械使用的利与弊。重点:机械效率的计算和物理意义。28一、功率与机械效率1.机械效率(1)机械效率的定义：有用功与_____的比值或有用功率与________的比值。(2)表达式：η=_________=_________。(3)物理意义：表示机械做功或利用该机械实现能量转化的___________的物理量。总功总功率有效程度一、功率与机械效率总功总功率有效程度29(4)特点：不考虑摩擦阻力和其他额外阻力的理想情况下机械效率______，实际情况中机械效率________。2.功率和机械效率两者是从不同方面反映机械性能的两个物理量，它们之间没有必然联系，功率大，表示机械_______，而机械效率高，则表示机械对能量的_______高。等于1总小于1做功快利用率(4)特点：不考虑摩擦阻力和其他额外阻力的理想情况下机械效等30二、机械的使用使用目的发展趋势注意问题代替甚至超越人力工作,使人们的工作更轻松、更有效。智能化水平越来越高,高智能机器人广泛进入生产、生活的各个领域。智能化机械若使用不当,会给人类造成危害。二、机械的使用使用目的发展趋势注意问题代替甚至超越人力工作,31【判一判】

（1）功率大，机械效率就大。()（2）机械做功越多，其效率就越大。()（3）随着科技的发展，人类能够制造出机械效率等于1的机械。()【判一判】32提示：（1）功率是对物体做功快慢的描述，机械效率是有用功与总功的比值，表示机械实现能量转化的有效程度，故（1）错。（2）机械效率是有用功与总功的比值，机械做功再多，由于无法确定其有用功的多少，故无法计算其效率的大小，（2）错。（3）机械工作时总会伴随着做一些无用功，由η不会等于1，故不能制造出机械效率等于1的机械，（3）错。提示：（1）功率是对物体做功快慢的描述，机械效率是有用功33功率与机械效率1.试分析功率、机械效率二者的物理意义是否相同，它们之间有无必然联系？功率与机械效率34提示：功率是单位时间内物体做功的多少，反映物体做功的快慢程度；机械效率则是有用功与总功的比值，反映机械对总功利用率的高低。功率和机械效率分别表示了机械的不同性能，这二者之间并没有必然的联系。提示：功率是单位时间内物体做功的多少，反映物体做功的快慢程度352.根据机械效率的定义分析提高机械效率的意义。提示：机械效率

对于任何机械，因为摩擦、自重等因素不可避免，所以W额外(或P额外)一定不为零，即W有用总小于W总。所以任何机械的机械效率总小于1，即η<1。提高机械效率η，就是要增加W有用而减小W额外，使能量尽可能多地转化为有用能量，提高能源利用效率，节约能源，减少浪费，实现可持续发展。2.根据机械效率的定义分析提高机械效率的意义。36【知识点拨】理解机械效率(1)总功：人们利用机械做功时，作用在机械上的动力对机械做的功。(2)额外功：为了要实现目的不得不做的额外部分的功。例如克服机械自身的重力、摩擦力等所做的功。(3)有用功：是指克服有用阻力所做的功。例如：利用滑轮组在竖直方向上提升重物时，克服物体的重力所做的功是有用功。(4)机械效率:【知识点拨】37【探究归纳】功率与机械效率1.机械效率的计算：2.功率和机械效率的区别：功率表示做功的快慢；机械效率表示机械对总能量的利用率。它们之间没有什么必然的联系。【探究归纳】38【典例】如图所示,工人用240N的拉力拉绳使水中的小船匀速靠岸,在10min内绳子被拉下60m,已知小船重1.8×104N,小船行进中受到的阻力是它所受重力的0.01倍,求:【典例】如图所示,工人用240N的拉力拉绳使水中的小船匀速39(1)工人拉绳时做功的功率。(2)此装置的机械效率。(3)此装置是否省力?是否省位移?(4)若克服滑轮阻力做功不变,小船增重至3.6×104N,机械效率变为多少?(1)工人拉绳时做功的功率。40【思路点拨】解答本题应注意以下两点:（1）人拉绳时人的作用对象是绳。人拉绳的功率是指总功率。（2）明确人对小船的有用功率指克服小船受到的阻力而做功的功率。【思路点拨】41【解析】(1)工人拉绳的功率=24W。(2)小船靠岸时的有用功率此装置的效率(3)题中两个滑轮皆为定滑轮,该装置既不省力,也不省位移,只是改变了施力方向。【解析】(1)工人拉绳的功率42(4)若还是将绳子拉下60m,克服滑轮阻力做功W额外=W总-W有用W额外=240N×60m-1.8×104N×0.01×60m=3600J小船增重后,W′有用=F·s=3.6×104×0.01×60J=21600J所以答案：（1）24W（2）75%（3）不省力不省位移（4）85.7%(4)若还是将绳子拉下60m,克服滑轮阻力做功W额外=W总43【变式训练】一台输出功率为10kW的电动机,效率为90%,带动一台效率为70%的起重机匀速提升1t的重物,重物被提升的速率为多少?(g取10m/s2)【解析】提升重物时的牵引力F=mg,有用功率为P有用=η1η2P0=0.9×0.7×104W=6.3×103WP有用=mgv,所以v=P有用/mg=0.63m/s。答案:0.63m/s【变式训练】一台输出功率为10kW的电动机,效率为90%,44【温馨提示】机械效率是有用功与总功的比值，因此分析