12.3 机械效率课件.ppt
第3节 机械效率 1 1.了解什么是有用功、额外功和总功。了解什么是有用功、额外功和总功。2 2.理解什么是机械效率理解什么是机械效率。3 3.探究滑轮组机械效率跟哪些因素有关。探究滑轮组机械效率跟哪些因素有关。【新课导入新课导入】想一想：想一想：你会采用哪种方法？你会采用哪种方法？人人做做功功 人人做做功功1.1.对沙子做功对沙子做功2.2.对桶做功对桶做功3.3.克服自重做功克服自重做功人人做做功功1.1.对沙子做功对沙子做功 2.2.对桶做功对桶做功3.3.对动滑轮做功对动滑轮做功 必须做的，对我们有用的功必须做的，对我们有用的功不需要的，但又不得不做的功不需要的，但又不得不做的功有用功有用功额外功额外功4.4.克服摩擦做功克服摩擦做功 1.1.对沙子做功对沙子做功2.2.对桶做功对桶做功3.3.克服摩擦做功克服摩擦做功 人人做做功功1.1.对沙子做功对沙子做功 2.2.对袋子做功对袋子做功 3.3.对动滑轮做功对动滑轮做功 4.4.克服摩擦做功克服摩擦做功 要提升沙，必须将要提升沙，必须将动滑轮动滑轮和和口袋口袋也提也提升，同时还要克服升，同时还要克服摩擦摩擦做功。这些功做功。这些功是是对人们无用但又对人们无用但又不得不做的功：不得不做的功：额外功额外功。提升沙的目的是让提升沙的目的是让它有利用价值，对它有利用价值，对沙做的功是沙做的功是对人们对人们有用的功：有用的功：有用功。有用功。有用功和额外有用功和额外功之和等于功之和等于总总功。功。W有用有用=G沙沙hW总总=W有用有用+W额额W总总=Fs有用功、额外功、总功有用功、额外功、总功 一个人用水桶从井里打水一个人用水桶从井里打水,有用功是什么？额外有用功是什么？额外功是什么？功是什么？若桶掉在水中若桶掉在水中,把装满水的桶捞起来把装满水的桶捞起来,则有用功又则有用功又是什么？额外功又是什么？是什么？额外功又是什么？对水做的功为有用功，对桶做的功为额外功。对水做的功为有用功，对桶做的功为额外功。对桶做的功为有用功，对水做的功为额外功。对桶做的功为有用功，对水做的功为额外功。【想一想想一想】请分别计算出三种情况下有用功、额外功和总功分别是多少？请分别计算出三种情况下有用功、额外功和总功分别是多少？请算出刚才的三种办法中有用功在总功中占的百分比。请算出刚才的三种办法中有用功在总功中占的百分比。机械效率机械效率1.1.定义：定义：有用功跟总功的比值叫机械效率。有用功跟总功的比值叫机械效率。2.2.表达式表达式:因为机械效率是两个功的比值，因此没有单位。因为机械效率是两个功的比值，因此没有单位。用用没有。因为有用功总小于总功，所以机械效率总小没有。因为有用功总小于总功，所以机械效率总小于于1 1。1.1.有没有机械效率为有没有机械效率为100%100%的机械？为什么？的机械？为什么？2.2.怎样才能提高机械的效率？怎样才能提高机械的效率？减少额外功减少额外功 改进结构，使其合理、轻巧改进结构，使其合理、轻巧 经常保养、定时润滑经常保养、定时润滑 【想一想想一想】滑轮组：滑轮组：50%50%70%70%起重机：起重机：40%40%50%50%一些机械的机械效率一些机械的机械效率抽水机：抽水机：60%60%80%80%柴油机：柴油机：28%28%40%40%一台起重机将重一台起重机将重3 600 N3 600 N的货物提高的货物提高4 m4 m。如果。如果额外功是额外功是9 600 J9 600 J，起重机做的有用功是多少？总，起重机做的有用功是多少？总功是多少？机械效率是多少？起重机在哪些方面功是多少？机械效率是多少？起重机在哪些方面消耗了额外功？消耗了额外功？【算一算算一算】解解:起重机提高物体的力等于物体的重力起重机提高物体的力等于物体的重力F=G=3 600 N=3 600 N起重机提升重物所做的有用功起重机提升重物所做的有用功W有用有用=Fh=Gh=3 600 N=3 600 N4 m=14 400 J=1.444 m=14 400 J=1.4410104 4 J J起重机做的总功起重机做的总功W总总=W有用有用+W额额=14 400 J+9 600 J=2.4=14 400 J+9 600 J=2.410104 4 J J因此因此,起重机的机械效率起重机的机械效率计算滑轮组的机械效率计算滑轮组的机械效率提出问题提出问题 计算滑轮组的计算滑轮组的机械效率，机械效率，可能要测量可能要测量哪些物理量哪些物理量？影响因素有影响因素有哪些哪些？1.1.滑轮的绕法滑轮的绕法2.2.提升重物的高度提升重物的高度3.3.滑轮的大小滑轮的大小4.4.猜想与假设猜想与假设设计实验设计实验为得出为得出滑轮组滑轮组的机械效率，需要求出有用的机械效率，需要求出有用功和总功，为此需要测出哪些物理量？每功和总功，为此需要测出哪些物理量？每个量怎样测量？个量怎样测量？滑轮组提高重物时滑轮组提高重物时:W W有有用用G G物物h hW W总总 FsFs s=s=nhnh设计依据设计依据测量器材测量器材刻度尺、弹簧测力计刻度尺、弹簧测力计 物重物重G G 物体上升高度物体上升高度h h 拉力拉力F F 拉力移动的距离拉力移动的距离s s测量的物理量测量的物理量用用进行实验进行实验1.1.如图，把滑轮组和刻度尺安装好，从刻度尺读出钩码和如图，把滑轮组和刻度尺安装好，从刻度尺读出钩码和弹簧测力计弹簧测力计 的位置；测出钩码的位置；测出钩码G G的值，并记录表中。的值，并记录表中。2.2.匀速竖直拉动弹簧测力计，使钩码匀速竖直拉动弹簧测力计，使钩码G G上升，读出弹簧测上升，读出弹簧测力计所示拉力力计所示拉力F F的值的值 ，从刻度尺读出钩码升高的距离，从刻度尺读出钩码升高的距离h h和弹簧测力计移动的距离和弹簧测力计移动的距离S S，记录数据在表格中。，记录数据在表格中。3.3.分别算出有用功和总功、机械效率。记录结果。分别算出有用功和总功、机械效率。记录结果。4.4.再安装另一滑轮组，重复再做一次。再安装另一滑轮组，重复再做一次。5.5.比较两次两种滑轮组有什么不同？机械效率的差异？比较两次两种滑轮组有什么不同？机械效率的差异？测量测量次数次数F F/N Ns s/m mG G/N Nh h/m/mF Fs s/J/JGhGh/J J2.2.5 50.0.2 24 40.10.15 54 43 30.0.3 35 50.10.15 50.0.9 90.70.75 53.3.5 50.0.2 26 60.10.10.0.7 70.60.6 收集证据收集证据算算一一算算：同同一一滑滑轮轮组组在在不不同同情情况况下下的的机机械械效效率率，并填上表。并填上表。80%80%83.3%83.3%85.7%85.7%（1 1）同一滑轮组的机械效率不是固定不变的。）同一滑轮组的机械效率不是固定不变的。（2 2）滑滑轮轮组组的的机机械械效效率率随随着着被被提提升升物物体体的的重重力力增大而变大。增大而变大。分析与论证分析与论证如何提高机械效率如何提高机械效率？交流与评估交流与评估改进机械的结构，减小机械自重改进机械的结构，减小机械自重减小机械间的摩擦力减小机械间的摩擦力影响滑轮组机械效率的因素影响滑轮组机械效率的因素1 1、滑轮组轮与轴的摩擦、滑轮组轮与轴的摩擦（减小摩擦可以减少额外功，提高机械效率）（减小摩擦可以减少额外功，提高机械效率）2 2、所提升的物重、所提升的物重（物重增加，机械效率也提高）（物重增加，机械效率也提高）3 3、动滑轮的重力、动滑轮的重力如何提高滑轮组的机械效率？如何提高滑轮组的机械效率？1.1.通过减小动滑轮自重来减少额外功通过减小动滑轮自重来减少额外功3.3.通过增加提升物体的重力来增加有用功通过增加提升物体的重力来增加有用功2.2.通过减小机械间的摩擦力来减少额外功通过减小机械间的摩擦力来减少额外功思思考考：用用甲甲乙乙两两个个滑滑轮轮组组提提升升同同一物体，哪个机械效率高？一物体，哪个机械效率高？1.1.有用功、额外功、总功有用功、额外功、总功2.2.机械效率机械效率:3.3.测量滑轮组的机械效率，分析影响因素测量滑轮组的机械效率，分析影响因素用用1.1.关于机械效率，以下说法正确的是关于机械效率，以下说法正确的是（）A.A.机械效率可以大于等于机械效率可以大于等于1 1B.B.单位时间内做功越多的机械，机械效率越高单位时间内做功越多的机械，机械效率越高C.C.做功越多的机械，机械效率越高做功越多的机械，机械效率越高D.D.省力越多的机械，机械效率越高省力越多的机械，机械效率越高D D2.2.某机械的机械效率是某机械的机械效率是75%75%，这说明使用这一装置，这说明使用这一装置做功（做功（）A.A.总功是额外功的总功是额外功的3 3倍倍B.B.有用功是额外功的有用功是额外功的3 3倍倍C.C.总功是有用功的总功是有用功的3 3倍倍D.D.额外功占总功的额外功占总功的B B3.3.为了提高滑轮组的机械效率，以下做法中正确的是为了提高滑轮组的机械效率，以下做法中正确的是 （）A.A.以较快的速度匀速提升重物以较快的速度匀速提升重物B.B.以较慢的速度匀速提升重物以较慢的速度匀速提升重物C.C.增加承担物重的绳子股数增加承担物重的绳子股数D.D.把滑轮做得更轻巧，减小滑轮在转动过程中的摩擦把滑轮做得更轻巧，减小滑轮在转动过程中的摩擦D D4.4.（20152015 重庆中考）重庆中考）如如图图所示，不所示，不计计摩擦和摩擦和绳绳重，把一个重重，把一个重为为20N20N的物体沿的物体沿竖竖直方向在直方向在4s4s内匀速提升内匀速提升2m2m，所用拉力，所用拉力F F为为12.5N12.5N。下列。下列说说法法中正确的是（中正确的是（）A A动动滑滑轮轮重重7.5N7.5N B B4s4s内拉力内拉力F F做功做功25J25JC C4s4s内拉力内拉力F F的功率的功率为为6.25W6.25W D D滑滑轮组轮组的机械效率的机械效率为为80%80%D D5.5.（20152015德阳中考）下列关于功、功率、机德阳中考）下列关于功、功率、机械效率的说法正确的是（械效率的说法正确的是（）A.A.做功多的机器机械效率一定高做功多的机器机械效率一定高 B.B.功率小的机器做功慢功率小的机器做功慢C.C.机械效率高的机器功率一定大机械效率高的机器功率一定大 D.D.功率大的机器做功时间一定短功率大的机器做功时间一定短B B6.6.如图为我国拥有完全自主知识产权的一种越野车，如图为我国拥有完全自主知识产权的一种越野车，其越野性能公认已经超越了其越野性能公认已经超越了“悍马悍马”，坦克能去的地，坦克能去的地方它都能去，最大速度达方它都能去，最大速度达100 km/h100 km/h。当越野车匀速爬。当越野车匀速爬上一高上一高14 m14 m，长，长20 m20 m的陡坡时，机械效率为的陡坡时，机械效率为70%70%（g g取取10 N/kg10 N/kg，汽车的质量按，汽车的质量按3650 kg3650 kg计算）。求：计算）。求：（1 1）越野车受到的重力。）越野车受到的重力。（2 2）越野车以最大速度行驶）越野车以最大速度行驶50 km50 km所需的时间。所需的时间。（3 3）越野车爬坡时的牵引力。）越野车爬坡时的牵引力。解：解：（1 1）汽车受到的重力：）汽车受到的重力：G=mg G=mg=3650kg3650kg10N/kg=3.6510N/kg=3.6510104 4N N （2 2）由）由v v=得越野车以最大速度行驶得越野车以最大速度行驶50 km50 km所需的时间是：所需的时间是：t=t=0.5h =0.5h（3 3）汽车爬坡时，设牵引力为）汽车爬坡时，设牵引力为F F 由由 得牵引力为得牵引力为:答案：答案：（1 1）3.653.6510104 4N N（2 2）0.5h 0.5h（3 3）3.653.6510104 4N N 抓住今天，你就会前进一步；丢弃今天，你就会停滞不动。
