2023学年完整公开课版机械效率2

知识回顾2、功的计算式是什么？3、你如何理解功的原理？1、什么是功？§12.3机械效率通过一动滑轮用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你会选哪种方法呢？?想想议议123123对沙子做功对桶做功克服人的重力做功对沙子做功对桶做功对滑轮做功对沙子做功对口袋做功对滑轮做功有用功：为了达到目的而做的功额外功：人们不需要但又不得不做的功总功：有用功与额外功的总和，即

W总=W有+W额一、有用功、额外功、总功1．一个人用水桶从井里打水,有用功是?额外功是?若桶掉在水中,把装满水的桶捞起来,则有用功又是什么?额外功又是什么?牛刀小试2.请计算出有用功、额外功和总功分别是多少？123123对沙子做功对桶做功克服重力做功对沙子做功对桶做功对滑轮做功对沙子做功对口袋做功对滑轮做功600J2520J600J180J600J90J请算出刚才的三种办法中有用功在总功中占的百分比。3120J780J690J(W有)(W额)(W有)(W有)(W额)

(W额)120J2400J120J60J30J60J123123对沙子做功对桶做功克服重力做功对沙子做功对桶做功对滑轮做功对沙子做功对口袋做功对滑轮做功600J2520J600J180J600J90J3120J780J690J19%77%87%你知道生活中的一词吗？种子的发芽率、树的成活率粉笔利用率时间的利用率

“率”上述的几个“率”=有用的量/总量表示事物某一方面的优劣。二、机械效率1.定义：有用功与总功的比值叫机械效率.2.表达式:

没有！因为额外功总大于0，所以机械效率总小于1分组讨论：

有没有机械效率为100%的机械？为什么？

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算一算：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？起重机的机械效率是60%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60%，也可以说有用功在总功中占有60%，另外的40％是额外功．离心式水泵60%－80%柴油机28%－37%起重机40%－50%汽油机22%－27%例题:起重机把质量为0.6t的重物提升了3m,而它的电动机所做的功是3.4×104J,起重机的效率是多少?解:起重机提升重物所用的力等于物体所受的重力F=G=mg=0.6×103kg×10N/kg=6×103N起重机提升重物所做的功是有用功W有用=Gh=6×103N×3m=1.8×104J起重机的电机所做的功是总功W总=3.4×104J起重机的机械效率是:=___________1.8×104J3.4×104J=53例用一动滑轮将重200N的砂子提到9m高的脚手架上，所用力是120N，求有用功、总功机械效率各是多少？解：“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。探究一：测滑轮组的机械效率三、实验探究：讨论：为得出滑轮组的机械效率，需要求出有用功和总功，为此需要测出哪些物理量？每个量怎样测量？刻度尺、钩码、弹簧秤、滑轮组两个、铁架台、长约2m的细绳。实验器材：实验原理：实验步骤：2、在滑轮组一（一动一静）上挂两个钩码，记下钩码和绳子自由端的位置。匀速拉动弹簧测力计，使钩码上升一定高度，读出测力计示数，用刻度尺测出钩码上升高度和绳自由端移动距离1、测出一个钩码的重力3、在滑轮组一上挂四个钩码重复上述实验4、在滑轮组二上（两动两静）挂两个钩码重复上述实验5、在滑轮组二上挂四个钩码重复上述实验6、记录数据，并计算四次实验的机械效率钩码重G/N224钩码上升高度h/m0.10.10.1有用功W有/J拉力F/N0.61绳端移动距离S/m总功W总/J机械效率0.20.80.30.2483.3%0.20.50.366.7%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？实验结论：1、用不同的滑轮组提升同一重物时，机械效率

，动滑轮多的做的

功多，机械效率（填高或低）2、用同一滑轮组提升不同重物时，机械效率

，重物越重做的

功多，机械效率（填高或低）。2、滑轮组提升重物时，机械效率的高低与

、

、以及

有关。不同额外低不同有用高动滑轮重力摩擦力提升物体的重力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！请你思考提高机械效率

的方法2、改进机械的结构，减小机械自重

1、定时润滑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。29四、轮轴与斜面

简单的机械运动还包括轮轴与斜面，轮轴由一个轴和一个大轮组成，斜面是大家经常接触的，下面我们给出了常见的轮轴与斜面的图例：水龙头（轮轴）自行车轮（轮轴）轮轴的特点1、轮轴

轮轴rF1

RF1·R=F2·r

手摇钻自行车把脚蹬轮盘套筒扳门把手大扳手水笼头F2

斜面越平缓越省力。2、斜面斜面原理斜面：省力、费距离

2．某斜面长为S，高为h，有一重力为G的物体被拉力F沿斜面从底端匀速移至顶端。若物体所受阻力为f，则此时的有用功为____，总功为____，额外功为____，机械效率为____。

GhFSfS探究斜面的机械效率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、小车、弹簧测力计、刻度尺3、探究过程：⑴组装器材⑵进行实验斜面的倾斜程度⑶分析数据，得到结论⑴实验装置：FSh⑵实验过程：①测量小车的重量，记录数据；

③改变斜面的倾斜程度，重复步骤②。

②把小车用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉；分别记录拉力F、小车沿斜面移动的距离S、小车上升的高度h。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。4、记录表格：斜面倾斜程度小车重量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：光滑程度相同的斜面，斜面越倾斜，越费力，机械效率越高讨论如果斜面越粗糙呢？分析：当斜面长度、高度、物重都相同时，斜面越粗糙，摩擦力越大，拉力越大，总功越大，有用功不变，机械效率越低结论：斜面越粗糙，机械效率越低影响斜面机械效率的因素有两点斜面的倾斜程度斜面的光滑程度斜面越倾斜,机械效率越高斜面越光滑,机械效率越高小结：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；巩固练习2、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；巩固练习3、某同学用动力臂是阻力臂2倍的杠杆将重400N的三种石头抬高20cm,手向下压的力是220N,手下降的高度是_____cm,

人做的功是_____J,有用功是_______J,

这根杠杆的机械效率是________.巩固练习40888090.9%4、用一动滑轮将重200N的砂子提到9m高的脚手架上，所用力是120N，求有用功、总功