12.3.1《机械效率》之斜面.ppt
学习目标：学习目标：1.理解做功时三类功的关系。理解做功时三类功的关系。2.理解机械效率的含义和特点。理解机械效率的含义和特点。3.知道斜面机械效率与哪些因素有关。知道斜面机械效率与哪些因素有关。要把重要把重100N的沙子运上三楼。下图的沙子运上三楼。下图画了三种办法。同学们讨论一下：画了三种办法。同学们讨论一下：哪种办法最好，哪种办法最不好，哪种办法最好，哪种办法最不好，为什么？为什么？学 生 讨 论 学学 生生 讨讨 论论对砂子做功对砂子做功对空桶做功对空桶做功克服自身重力做功克服自身重力做功并不需要做并不需要做 但但又不得不做的功又不得不做的功对人们有用对人们有用必须做的功必须做的功3m3m3m3m方法方法1 1他的目的是：他的目的是：把沙子运上三楼把沙子运上三楼手提水桶提沙子手提水桶提沙子一、有用功和额外功一、有用功和额外功1.有用功（有用功（W W有有）：为了达到工作目的，为了达到工作目的，必须做的功必须做的功2.额外功（额外功（W W额额）：为了达到工作目的，并非我们所为了达到工作目的，并非我们所 需要但又需要但又不得不做的功不得不做的功3.总总 功（功（W W总总）：动力所做的动力所做的所有所有功功即有用功与额外功的即有用功与额外功的总和总和 W W总总 =W=W有有 +W+W额额 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?提水提水所做的功是有用功有用功;提水桶提水桶所做的功是额外功额外功。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?提水桶提水桶所做的功是有用功有用功;提水所做的功是额外功额外功。想一想；议一议：对砂子做功对空桶做功对动滑轮做功W W有有议一议：方法方法2 2：方法方法3 3：W W额额W W总总对砂子做功对口袋做功对动滑轮做功W W有有W W额额W W总总另两种提沙方法中做的有用功、额外功、总功分别是哪些？方法方法2 2方法方法3 3动滑轮提水桶提沙子动滑轮提水桶提沙子动滑轮提口袋提沙子动滑轮提口袋提沙子3m3m3m3m沙子重100N 桶重20N 体重400N 口袋重5N动滑轮重10N 方法方法2 2方法方法1 1方法方法3 3W有1=G沙 h三种提沙方法中的W有、W额、W总分别为多少？方法方法2 2：方法方法3 3：W W额额1 1=（G G桶桶 +G G人人）h hW W总总1 1=（W W有有1 1+W+W额额1 1）=600J方法方法1 1：=100N6m=(20N+400N)6m=2520J=3120JW W有有2 2=G=G沙沙 h h =600JW W额额2 2=（G G桶桶 +G G轮轮）h hW W总总2 2=（W W有有2 2+W+W额额2 2）=(20N+10N)6m=180J=780JW W有有3 3=G=G沙沙 h h =600JW W额额3 3=（G G袋袋 +G G轮轮）h hW W总总3 3=（W W有有3 3+W+W额额3 3）=(5N+10N)6m=90J=690J算一算：算一算：二、机械效率二、机械效率（1）机械效率通常用百分数表示，没有单位）机械效率通常用百分数表示，没有单位.1.定义：有用功跟总功的比值叫定义：有用功跟总功的比值叫机械效率机械效率（）（2）机械效率总小于）机械效率总小于1.（因为有用功总小于总功）（因为有用功总小于总功）2.公式：公式：%3.特点：特点：起重机起重机的机械效率是的机械效率是的机械效率是的机械效率是60%60%它表示什么意思？它表示什么意思？它表示什么意思？它表示什么意思？1.1.1.1.使用起重机提升重物时使用起重机提升重物时使用起重机提升重物时使用起重机提升重物时所做的有用功跟总功的比所做的有用功跟总功的比所做的有用功跟总功的比所做的有用功跟总功的比60%60%60%60%2.2.2.2.也可以说也可以说也可以说也可以说有用功在总功中占有有用功在总功中占有有用功在总功中占有有用功在总功中占有60%60%60%60%，另外额外功占，另外额外功占，另外额外功占，另外额外功占404040404.机械效率的意义有用功所占总功的比例越大，机械效率越高。有用功所占总功的比例越大，机械效率越高。机械效率与 是否省力.功率大小.做功的多少无关。三种提沙方法中的机械效率分别为多少？W有1=G沙 h方法方法2 2：方法方法3 3：W W额额1 1=（G G桶桶 +G+G人人）h hW W总总1 1=（W W有有1 1+W+W额额1 1）方法方法1 1：=100N6m=600J=(20N+400N)6m=2520J=3120JW W有有2 2=G=G沙沙 h h =600JW W额额2 2=（G G桶桶 +G+G轮轮）h hW W总总2 2=（W W有有2 2+W+W额额2 2）=(20N+10N)6m=180J=780JW W有有3 3=G=G沙沙 h h =600JW W额额3 3=（G G袋袋 +G+G轮轮）h hW W总总3 3=（W W有有3 3+W+W额额3 3）=(5N+10N)6m=90J=690J1 1=W有1 1W总1 1=600J600J600J600J3120J3120J3120J3120J=19.2%=19.2%=19.2%=19.2%2 2=W有2 2W总2 2=600J600J600J600J780J780J780J780J=76.9%=76.9%=76.9%=76.9%3 3=W有3 3W总3 3=再算算：再算算：有用功相同，额外功越有用功相同，额外功越少少机械效率越高机械效率越高.600J600J600J600J690J690J690J690J=87.0%=87.0%=87.0%=87.0%斜面的斜面的斜面的斜面的机械效率机械效率机械效率机械效率思考：思考：工人师傅利用斜面提升物工人师傅利用斜面提升物体做功时，哪些做的是有用功？体做功时，哪些做的是有用功？哪些是额外功？哪些是总功？哪些是额外功？哪些是总功？W W有用有用=GhGhW W额外额外=fsfsW W总总=Fs=FsW W额外额外=W=W总总-W-W有用有用斜面的机械效率怎么计算？斜面的机械效率怎么计算？如何测量斜面的机械如何测量斜面的机械效率呢？效率呢？探究探究:斜面的机斜面的机械效率械效率1.把物体拉上斜面把物体拉上斜面时时,额外功是什么额外功是什么?(克服物体与斜面克服物体与斜面之间的摩擦力而做之间的摩擦力而做功功)2.2.探究一下光滑程度一样的斜面探究一下光滑程度一样的斜面,当它的倾斜程度不同当它的倾斜程度不同 时时 斜面的机械效率是否相同斜面的机械效率是否相同.请思考请思考:1.1.怎样计算总功怎样计算总功?W总总=F S2.怎样计算有用功怎样计算有用功?W有用有用=G h3.实验中需要测量哪几个物理量实验中需要测量哪几个物理量?改变木板的倾斜程度改变木板的倾斜程度,再测量两次斜面的机械效率再测量两次斜面的机械效率深入探究深入探究 斜面的机械效率影响因素斜面的机械效率影响因素1 1、猜想：、猜想：斜面的斜面的机械效率机械效率可能和可能和_有关。有关。2 2、研究方法：、研究方法：3 3、器材选择与实验设计：、器材选择与实验设计：FSh(实验装置）实验装置）探究探究 斜面的机械效率斜面的机械效率1、提出猜想：、提出猜想：斜面的斜面的机械效率机械效率可能和可能和 有关。有关。2、参考器材：、参考器材：长木板、小木块、弹簧测力计、刻度尺长木板、小木块、弹簧测力计、刻度尺3、探究过程：、探究过程：组装器材组装器材进行实验进行实验 斜面的倾斜程度斜面的倾斜程度分析数据，得到结论分析数据，得到结论注意：沿斜面方向匀注意：沿斜面方向匀速拉动速拉动实验步骤：实验步骤：测量小木块的重量，记录数据；测量小木块的重量，记录数据；改变斜面的倾斜程度，重复步骤改变斜面的倾斜程度，重复步骤。把把小小木木块块用用弹弹簧簧测测力力计计沿沿斜斜面面匀匀速速向向上上拉拉；分分别别记记录录拉拉力力F F、木木块块沿沿斜斜面面移动的距离移动的距离S S、木块上升的高度木块上升的高度h h。注意事项：注意事项：要匀速拉动物体。要匀速拉动物体。拉力要与斜面平行。拉力要与斜面平行。及时记录数据。及时记录数据。记录数据记录数据:1.你认为省力多少与斜面的倾斜程度有什么关系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机械效率与它的倾斜程度有什么关系?最陡最陡较陡较陡较缓较缓机机械械效效率率总功总功W W总总/J/J有用有用功功W W有有/J/J 斜面长斜面长s/ms/m沿斜沿斜面拉面拉力力F/NF/N斜面高斜面高度度h/mh/m小车小车重量重量G/NG/N斜面的斜面的倾斜程倾斜程度度5.05.05.05.05.05.00.50.50.50.50.50.50.10.10.150.150.250.251.61.62.22.23.13.10.50.50.750.751.251.250.80.81.11.11.551.5563%63%68%68%8181%FS=FS=GhGh光滑程度相同的斜面，越平缓越省力，机械效率越低光滑程度相同的斜面，越平缓越省力，机械效率越低。理论推导理论推导:起重机的机械效率一般为起重机的机械效率一般为40-5040-50滑轮组的机械效率一般为滑轮组的机械效率一般为50-70抽水机的机械效率为抽水机的机械效率为60-80 提高机械效率,更充分的发挥设备的作用,有着重要的经济意义 该如何提高机械效率呢该如何提高机械效率呢与斜面的光与斜面的光滑程度有关滑程度有关影响斜面机影响斜面机械效率的因械效率的因素有两点素有两点斜面的坡度斜面的坡度斜面的光滑程度斜面的光滑程度斜面越陡斜面越陡,机械效率越高机械效率越高斜面越光滑斜面越光滑,机械效率越高机械效率越高请你判断：请你判断：下面说法中是否正确下面说法中是否正确？1有用功越多，机械效率越高（有用功越多，机械效率越高（）2额外功越少，机械效率越高（额外功越少，机械效率越高（）3物体做功越慢，机械效率越低（物体做功越慢，机械效率越低（）4做总功越多，机械效率越低（做总功越多，机械效率越低（）5做做相相同同的的有有用用功功，额额外外功功越越少少，机机械械效效率率越越高（高（）6做做相相同同的的总总功功时时，有有用用功功越越多多，机机械械效效率率越越高（高（）7机械效率越高，越省力（机械效率越高，越省力（）课堂练习课堂练习8.练习：练习：如图所示斜面长1m，高0.2m；将10N重的物体A从斜面底端匀速拉到斜面顶端，需要用平行于斜面的力2.5N，那么：（1）斜面的机械效率是多少？（2）重物上升过程中克服摩擦做了多少额外功？（3）为了提高该斜面的机械效率，同学们提出了一些建议：A、以较快的速度将重物匀速拉到斜面顶端B、以较慢的速度将重物匀速拉到斜面顶端C、改用光滑的、板长和高度均不变的斜面其中建议（）可以达到目的；理由是：_ 解：（1）物体的有用功：W有用=Gh=10N0.2m=2J；总功：W总=FS=2.5N1m=2.5J；机械效率：=W有用W总=2J2.5J（2）克服摩擦力所做的额外功：W额外=W总-W有用=2.5J-2J=0.5J（3）因为摩擦力做功只和距离的长短、力的大小有关，与速度大小无关，则AB都不能减小摩擦力的功，只有C，可以减小摩擦力，减小额外功，故选 C，理由为：重物上升过程中克服摩擦做的额外功减少=80%答：斜面的机械效率为80%，额外功为0.5J，选C，因为重物上升过程中克服摩擦力做的额外功减少 9斜面：是一种斜面：是一种_但能但能_的简单机械；的简单机械；高度相同，斜面越长高度相同，斜面越长越省力越省力费距离费距离省力省力10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_。GhFSf S知识小结：知识小结：1 1、明确斜面的有用功、额外功、总功、明确斜面的有用功、额外功、总功2、机械效率：机械效率：3、斜面的机械效率与斜面倾斜程度、斜面的机械效率与斜面倾斜程度、表面粗糙程度有关表面粗糙程度有关
