2023学年完整公开课版机械效率

机械效率

学校买来一批书，有大包的每包质量40kg，也有小包的每包质量10kg,图书馆的老师想省力地把这些书从1楼搬到3楼，同学们能帮忙想个办法吗?提供给大家两个滑轮，组成一个滑轮组，请你设计出使用该滑轮组时最省力的绕线方案。F拉力F沿哪个方向

拉时最省力？竖直向上探究：将同样的书提升相同的高度，如果使用滑轮组，这时拉力做的功和直接用手把书提起来做的功一样多吗？需要测量哪些物理量？怎么测？FGGW=Fs物体在力的方向上移动的距离12

比较

W1与W2的大小：W1

W2

（1）求直接用手提升钩码做的功W1（2）求使用滑轮组时拉力做的功W2钩码重G/N钩码提升

的高度

h/mW1

/J拉力F/N绳子自由端移动的距离s/mW2

/JGFG

<机械的三种功在工作时,对于额外负担所不得不做的功叫额外功目的要做功，也就是对人们有用的功叫有用功要实现目的，动力F做的功，是总功FG机械效率我们总希望，有用功占总功中的份额越大越好1、定义：有用功跟总功的比值，叫做机械效率。交流与讨论：1.任何一个机械的机械效率都

（选填“是”或“不是”）固定的。2.使用相同的滑轮组做功时，其额外功大致是相同的，提升不同的物体时，物体越重，做的有用功越多，则机械效越

。3.使用不同的滑轮组提升相同的物体，其有用功相等，动滑轮越重（或个数越多），则额外功越多，总功越大，则机械效率越

。如何提高机械效率

减小机械自重减小机械间的摩擦力思考：你觉得搬书的方案还有什么不足之处？增大物重知识铺垫（1）功的两个必要因素

（2）功的计算方法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。W=F·S有什么办法可以将建筑工地上的一堆沙子运上三楼？思考：人提沙子做功1、对沙子做功2、对桶做功3、克服自重做功人拉滑轮做功1、对沙子做功2、对桶做功3、对动滑轮做功人拉滑轮做功1、对沙子做功2、对袋子做功3、对动滑轮做功必须做的功不需要的，但又不得不做的功有用功：对人们有用的功额外功：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概念:一些机械的机械效率：抽水机：60%－80%柴油机：28%－40%一些机械的机械效率：滑轮组：50%－70%起重机：40%－50%例题:用一个动滑轮,将200N的物体匀速提升2m高，拉力F为120N，此动滑轮的机械效率是多少？

解：W有=Gh=200N×2m=400JW总=Fs=120N×4M=480J

η=W有/W总×100℅=400J/480J×100%=83.3%探究:斜面的机械效率1.把物体拉上斜面时,额外功是什么?(克服物体与斜面之间的摩擦力而做功)2.探究一下光滑程度一样的斜面,当它的倾斜程度不同时斜面的机械效率是否相同.请思考:1.怎样计算总功?W总=FS2.怎样计算有用功?W有用=Gh3.实验中需要测量哪几个物理量?改变木板的倾斜程度,再测量两次斜面的机械效率实验前请猜想: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?最陡较陡较缓机械效率总功W总/J有用功W有/J

斜面长s/m沿斜面拉力F/N斜面高度h/m小车重量G/N斜面的倾斜程度5.05.05.00.50.50.50.10.150.251.62.23.10.50.751.250.81.11.5563%68%81%FS=Gh光滑程度相同的斜面，越平缓越省力，机械效率越低。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：实验探究：滑轮组的机械效率总是一定的吗？重力G、拉力F、绳子移动距离S、重物上升高度h在测定滑轮组机械效率的实验中：⑴根据的原理是_____________。⑵实验中需要的测量工具有________和____________。⑶需要直接测量的物理量有：绳端的拉力F、___________、__________和______________。⑷实验时拉力的方向应尽量________，且应在钩码__________的过程中读取拉力的大小。η=W有／W总刻度尺弹簧测力器物体重G物体上升距离h绳自由端移动距离S竖直向上匀速移动实验数据：机械效率有用功W有用（J）鈎码上升高度h（m)鈎码重G(N)总功W总

J拉力移动距离S（m)拉力F（N）0.51.00.10.32.00.10.90.30.150.166.7%0.270.274.1%4.04.01.51.20.10.10.30.50.40.40.450.6088.9%66.7%结论:①任何一个机械的机械效率都不是固定的。②使用相同的滑轮组做功时，其额外功是相同的，提升不同的物体时，物体越重，做的有用功越多，则机械效率越高。③使用不同的滑轮组做功时，提升相同的物体，其有用功相等，动滑轮个数越多，则额外功越多，总功越大，则机械效率越低。1、下列有关机械效率的概念的叙述中正确的是（ ）A、机械效率越大，做功越快B、做有用功越多时，机械效率越大C、机械效率越大，又省力又省功D、机械效率越大，有用功占总功的比值越大2.如图所示，为使重为1500N的物体匀速移动到长100m斜面的顶端，若斜面的高为10m.需用180N的推力，则这个斜面的机械效率是多少？

5、如图所示，某人用一个滑轮组站在地面上把500N的货物经5s提高了2m，所用的力是300N。求（1）这个人做功是多少？（2）这个滑轮组的机械F效率是多少？巩固练习1、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3、为了提高滑轮组的机械效率，以下做法中正确的是：D、把滑轮做得更轻巧，减小滑轮在转动过程中的摩擦；C、增加承担物重的绳子股数；