机械工作效率管理

第三节机械效率第一页，共四十一页。复习提问：1、功的两个要素：一是作用在物体上的力。二是物体在力的方向上通过的距离。2、功的计算公式：W=F·SW=G·h或第二页，共四十一页。讨论：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=100N×2m=200JW用机械=FS=60N×4m=240J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？FS=2h=2×2m=4m第三页，共四十一页。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对动滑轮做功第四页，共四十一页。1.有用功：对人们有用的功。举高重物时：W有=G物·h一、有用功、额外功、总功第五页，共四十一页。2、额外功：人们不需要但又不得不做的功。（1）克服机械自重做的功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的功第六页，共四十一页。3、总功：有用功和额外功的和，叫总功。W总=W有用+W额外公式（1）

公式（2）

W总=F·S第七页，共四十一页。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?目的：提水提水所做的功是有用功;提水桶所做的功是额外功。思考：第八页，共四十一页。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?目的：捞桶提水桶所做的功是有用功;提水所做的功是额外功。思考：第九页，共四十一页。二、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1

思考:机械效率会大于１吗？为什么？公式：

机械效率一般用百分数表示，没有单位

第十页，共四十一页。机械效率分析：（1）因为有用功总小于总功，所以机械效率总小于1。（2）机械效率通常用百分数来表示。例如：起重机的机械效率：40-50%滑轮组的机械效率：50-70%抽水机的机械效率：60-80%第十一页，共四十一页。某起重机的机械效率70%，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值是70%。第十二页，共四十一页。离心式水泵60%－80%柴油机28%－37%起重机40%－50%汽油机22%－27%第十三页，共四十一页。电动机80%－90%．燃气轮机20%－30%．1804年特雷维辛克发明的蒸汽机车．蒸汽机的效率通常只有6%－15%．空气喷气发动机50%－60%第十四页，共四十一页。1、请你判断：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，机械效率越高（）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（）√√×××××堂堂清练习巩固第十五页，共四十一页。三、实验探究探究一：测滑轮组的机械效率第十六页，共四十一页。滑轮组提高重物时:W有用＝G物

hW总

＝F

sS=nh第十七页，共四十一页。实验原理第十八页，共四十一页。实验步骤：照图，把滑轮组和刻度尺安装好，测出钩码G的值，并记录表中。匀速竖直拉动弹簧测力计，使钩码G上升，读出弹簧测力计所示拉力F的值，从刻度尺读出钩码升高的距离h和弹簧测力计移动的距离S，记录数据在表格中。分别算出有用功和总功、机械效率。记录结果。再安装另外的滑轮组，再重复上面的实验。第十九页，共四十一页。钩码重G/N224钩码上升高度h/m0.10.10.1有用功W有/J0.20.20.4拉力F/N0.80.61绳端移动距离S/m0.30.50.5总功W总/J0.240.30.5机械效率83.3%66.7%80%第二十页，共四十一页。“议一议”：1、对于同一个机械，如果使用情况不同，机械效率相同吗？有何特点呢？为什么？不相同。对于同一个机械，机械的自重和摩擦不变，所以机械的额外功不变所挂的重物越大，有用功越多，则有用功所占的比例越大所以，对于同一个机械，所挂的重物越大，机械效率越高第二十一页，共四十一页。3、通过实验探究，你认为如何才能提高机械的机械效率？增大有用功所占的比例：额外功一定时，增加有用功减小额外功所占的比例：有用功一定时，减小额外功“议一议”：2、对于不同的机械，如果所挂的重物相同，那么机械效率会相同吗？为什么？机械对外所做的有用功一定时，机械本身的重力和摩擦越小，额外功就越小，则有用功所占的比例越大所以，对于不同的机械，如果所挂的重物相同，机械本身的重力和摩擦越小，机械效率越高。第二十二页，共四十一页。1、比较两次两种滑轮组有什么不同？机械效率有何差异？2、分析影响滑轮组机械效率的因素是什么？第二十三页，共四十一页。影响滑轮组机械效率的因素1、滑轮组轮与轴及轮与绳之间的摩擦2、动滑轮的自重3、所提升的物重4、机械效率与省力多少无关、与功率大小无关、与重物被提升的高度无关！请你思考第二十四页，共四十一页。提高机械效率

的方法2、改进机械的结构，减小机械自重

1、减小机械间的摩擦力。请你思考

例如：动滑轮太重，使滑轮组机械效率很低，换用较轻滑轮就可提高其机械效率。例如：加强机械运动部位的润滑.3、增加物重，让机械尽量满负荷工作。第二十五页，共四十一页。有用推论：(竖直放置）想一想：滑轮组水平放置时，怎样？第二十六页，共四十一页。滑轮组水平拉动物体时:W有用＝fs物W总

＝F

s绳

S绳=ns物第二十七页，共四十一页。有用推论：(水平放置）第二十八页，共四十一页。探究二、斜面的机械效率1、提出猜想：斜面的机械效率可能和有关。2、参考器材：长木板、小木块、弹簧测力计、刻度尺3、探究过程：

斜面的坡度⑴组装器材⑵进行实验⑶分析数据，得到结论第二十九页，共四十一页。⑴实验装置：FShG第三十页，共四十一页。⑵实验过程：①测量小木块的重力G，记录数据；

③改变斜面的倾斜程度，重复步骤②。

②把小木块用弹簧秤沿斜面匀速向上拉；分别记录拉力F、木块沿斜面移动的距离S、木块上升的高度h。第三十一页，共四十一页。⑶注意事项：①要匀速拉动物体。②拉力要与斜面平行。③及时记录数据。第三十二页，共四十一页。4、记录表格：斜面倾斜程度木块重量

G/N斜面高度

h/m拉力F/N斜面长

s/m有用功

W有/J总功W总/J机械效率较缓较陡很陡结论：斜面越陡，省力越少，机械效率越高。有总公式：第三十三页，共四十一页。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?斜面的倾斜程度小车重量G/N斜面高度h/m沿斜面拉力F/N斜面长s/m有用功W有/J

总功W总/J机械效率较缓较陡最陡第三十四页，共四十一页。小结：1、有用功、额外功、总功2、机械效率3、斜面的机械效率与坡度有关第三十五页，共四十一页。3、如图所示，斜面长10m，高2m，工人要沿斜面把重1500N的物体匀速拉到斜面顶端，若斜面的机械效率为75%，求：（1）工人做的有用功、总功、和额外功；（2）工人所用的拉力和物体与斜面的摩擦力。F2m第三十六页，共四十一页。1、如图所示的滑轮组匀速提升物体．已知物重G=240牛，手的拉力F=100牛，手上升距离为30厘米,则有用功为多少焦耳?该滑轮组的机械效率为多少?G解:因为h=S=10cm=0.1m13W有=Gh=240N×0.1m=24J

W总=FS=100N×0.3m=30J

η==×100%=80%

W有W总24J30J

F堂堂清练习巩固第三十七页，共四十一页。2、一台起重机将重3600N的货物提高4m。如果额外功是9600J，起重机做的有用功是多少？总功是多少？机械效率是多少？第三十八页，共四十一页。3、一辆汽车不小心开进了泥潭中，司机取来一套滑轮组欲将汽车从泥潭中拉出，如下图所示。若车重为8×104N，汽车受到的阻力为车重的0.03倍，滑轮组的机械效率为80％，问：（1）该司机至少需用多大的力才能将汽车从泥潭中拉出？（2）若拉动汽车时，汽车前进的速度为0.1m/s，则司机做功的功率是多少？第三十九页，共四十一页。同学们，其实生活中处处都有美丽的景色，我们要善于去发现美，感受美，愿你们每个人的心中都有一片美的天地！第四十页，共四十一页。内容总结第三节机械效率。W手=Gh=100N×2m=200J。W用机械=FS=60N×4m=240J。S=2h=2×2m=4m。有用功和额外功的和，叫总功。W总=W有用+W额外。提水桶所做的功是额