粤教沪科版九年级物理上册第十一章机械功与机械能11-3如何提高机械效率第1课时机械效率的理解课件

第十一章

机械功与机械能11.3

如何提高机械效率第1课时

机械效率的理解课程要求知道机械效率。核心素养1.能量观念2.科学推理知识点精讲1.在利用机械做功的过程中，把我们需要的、有价值的功称为_______,用______表示；把无利用价值但不得不做的功称为_______，用______表示；把动力对机械做的功称为_____，用______表示。2.总功和有用功的关系是W总=__________，故W总______(填“>”“<”或“=”)W有用。知识点1：有用功、额外功和总功有用功W有用额外功W额外总功W总W有用+W额外>3.如图11-3-1所示，用水桶从井里打水，下列关于有用功、额外功、总功的说法正确的是()A.人对桶中的水做的功是额外功B.人对桶做的功是总功C.手拉绳所做的功是有用功D.人对桶中的水做的功是有用功D4.升旗过程中，人对绳子的拉力做的功是______，克服旗的重力做的功是______，克服摩擦力做的功是_______。(均填“有用功”“额外功”或“总功”)总功有用功额外功5.用如图11-3-2所示的滑轮组提升重物，回答下列问题。（1）图中共有_____段绳子承担物体和动滑轮的总重。（2）重物升高h，绳子自由端移动的距离s=_____。（3）把重为G的物体匀速升高h，克服物体的重力需要做的功是_____（填写表达式），这些功是________（填“有用功”“额外功”或“总功”）。（4）拉力F做的功为_____（填写表达式），这些功是_____（填“有用功”“额外功”或“总功”）。22hGh有用功Fs总功思路点拨：人利用机械做功是有目的性的，根据人做功的目的将功分为有用功和额外功。易错辨析：由于人做功的目的不同，一种情景下的有用功可能是另一种情景下的额外功。6.在物理学中，把有用功和总功的比值称为___________，用符号_____来表示，所以η=___________。知识点2：机械效率的概念机械效率η7.关于机械效率和功率，下列说法正确的是（）A.机械效率越高，机械做的有用功越多B.功率越大的机械，机械效率越大C.做功越多的机械，功率一定越大D.做功越快的机械，功率一定越大D8.甲的机械效率是70%、乙的机械效率是50%，下列说法中正确的是()A.使用甲机械做功省力B.甲机械做功快C.相同时间内，甲机械完成的功多D.乙机械的额外功在总功中占的比例大D9.电工师傅用移动式升降机抢修一条动力外线，已知升降机的箱篮重900N，用升降机将重600N的王师傅匀速提升8m，升降机做的有用功为______J，升降机做的总功为________J，升降机的机械效率是______。(伸缩杆和所携带的工具质量不计)48001200040%10.某年云南省遭遇了百年不见的特大旱灾,某村响应政府号召积极打井抗旱救灾。他们准备用抽水机在一口打好的井中,将井下10m深的水抽到地面。若抽水机每小时抽水7.2×105kg,机械效率为50%。问：(g取10N/kg)(1)抽水机所做的有用功是多少?(2)抽水机所做的总功是多少?解:(1)G水=m水g=7.2×105kg×10N/kg=7.2×106N，W有用=G水h=7.2×106N×10m=7.2×107J。(2)由η=

×100%可得，W总==1.44×108J。答：(略)思路点拨：机械效率表示机械做功的效率，即所做的总功中有多大比例的有用功。机械效率越大，有用功跟总功的比值越大。由于总存在额外功，导致有用功总小于总功，所以机械效率总小于1。关联整合：功、功率和机械效率三个概念的异同点如下：概念意义定义公式单位相关公式功W力的“成效”，即做功的多少物理学中规定，作用在物体上的力，使物体在力的方向上移动一段距离，就说这个力对物体做了功W=Fs焦耳（J）W=Pt功率P力做功的快慢力做的功与所用时间的比值瓦特(W)P=Fv机械效率η力做功的效率有用功与总功的比值无单位W总=W有用+W额外11.在利用滑轮组提升重物的过程中，有用功是克服物体的重力做的功，所以W有用=_____,总功是作用在绳子末端的动力做的功，所以W总=_____,因而机械效率η=___________。知识点3：滑轮组的机械效率GhFs12.如图11－3－3所示，用滑轮组提起重为900N的物体，绳子自由端的拉力F为400N，重物在20s内匀速上升了10m。求：(1)物体上升的速度。(2)提起物体所做的有用功。(3)滑轮组的机械效率。(4)拉力做功的功率。解：(1)物体上升的速度v=

=0.5m/s。(2)提起物体所做的有用功W有用=Gh=900N×10m=9×103J。(3)绳子自由端移动的距离s=3h=3×10m=30m，提起物体所做的总功W总=Fs=400N×30m=1.2×104J，滑轮组的机械效率η=

×100%=×100%=75%。(4)拉力做功的功率P=

=600W。答：(略)13.如图11-3-4甲所示，用大小为15N的水平拉力F1，将重力为20N的物体A匀速直线拉动5m，若借助如图11-3-4乙所示滑轮组，用大小为10N的拉力F2将物体A在同样的水平面上做匀速直线运动移动相同的距离5m，则此过程滑轮组的：（1）有用功是多少？（2）总功是多少？（3）额外功是多少？（4）机械效率是多少？解：（1）有用功等于拉力F1所做的功W1＝F1s＝15N×5m＝75J。（2）由图可知n＝3，绳子自由端移动的距离s＝nsA＝3×5m＝15m，拉力F2做的总功W总＝F2s＝10N×15m＝150J。（3）滑轮组的额外功W额外＝W总-W有用＝150J-75J＝75J。（4）滑轮组的机械效率η＝

×100%＝

×100%＝50%。答：（略）

课堂巩固1.简单机械的机械效率高是指()A.有用功多B.额外功少C.总功多D.额外功在总功中占的比例小D2.下列关于功、功率、机械效率的说法正确的是（）A.作用在物体上的力越大，对物体做功越多B.物体做功越快，功率越大C.力对物体做功越多，功率就越大D.有用功越多，机械效率越大B3.用一个动滑轮提升重物时，做的额外功为240J，若滑轮的机械效率是60%，则做的有用功为()A.600J

B.400JC.360J

D.160JC4.质量为0.5kg的塑料桶装满水后总质量为10kg，小明将其从地面匀速搬到高度为1m的桌面上，在竖直向上搬水的过程中所做的总功是_____J，有用功是_____J，机械效率是_____。(g取10N/kg)1009595%5.建筑工地上，工人用如图11-3-5所示的装置将重为200N的建材从地面匀速送到2m高处，所用拉力为120N，时间为20s。求：（1）工人做的有用功。（2）工人做的总功。（3）工人做的额外功。（4）此过程中该装置的机械效率。（结果精确到0.1%）（5）工人做功的功率。解：（1）工人做的有用功W有用＝Gh＝200N×2m＝400J。（2）由图可知，n＝2，则绳子自由