讲解(机械效率2).ppt

知知 识识 回回 顾顾1 1、什么是功？、什么是功？2 2、功的计算式是什么？、功的计算式是什么？3 3、你如何理解功的原理？、你如何理解功的原理？2021/9/231为为什什么么利利用用实实际际机机械械做做的的功功大大于于不不用用机械直接用手做的功呢机械直接用手做的功呢？功的原理是什么？功的原理是什么？复复习习：使用任何机械都不省功。使用任何机械都不省功。2021/9/232你你会会选选哪哪种种方方法法呢呢？想想议议想想议议2021/9/2331 15 5.2 .2 机械效率机械效率机械效率机械效率2021/9/2341 12 23 31 12 23 3对沙子做功对沙子做功对桶做功对桶做功克服重力做功克服重力做功对沙子做功对沙子做功对桶做功对桶做功对滑轮做功对滑轮做功对沙子做功对沙子做功对口袋做功对口袋做功对滑轮做功对滑轮做功2021/9/235有用功有用功 ：必须做的功必须做的功一、有用功、额外功、总功一、有用功、额外功、总功（1）用机械匀速提高物体时：W有=G物hW有=f摩擦S（2）在水平方向上，用机械克服物体与其他接触面间的摩擦力时，2021/9/236额外功额外功 ：不需要但又不不需要但又不 得不做的功得不做的功（1）克服机械自重做功：W额外=G动滑轮h使用动滑轮或滑轮组时：（2）克服机械间的摩擦做功：使用斜面时：W额外=f摩擦L主要是动滑轮主要是动滑轮额外功主要是由于克服机械本身的重力和额外功主要是由于克服机械本身的重力和摩擦力而做功摩擦力而做功2021/9/237总功总功 ：有用功与额外功的总和，即有用功与额外功的总和，即 W W总总=W W有有+W W额额等于作用在机械上等于作用在机械上动力动力与与动力作用点移动的动力作用点移动的距离距离的乘积的乘积 W W总总=FS=FS 2021/9/238请计算出有用功、额外功和总功分别是多少？请计算出有用功、额外功和总功分别是多少？2021/9/2391 12 23 31 12 23 3对沙子做功对沙子做功对桶做功对桶做功克服重力做功克服重力做功对沙子做功对沙子做功对桶做功对桶做功对滑轮做功对滑轮做功对沙子做功对沙子做功对桶做功对桶做功对滑轮做功对滑轮做功600J2520J600J180J600J90J请算出刚才的三种办法中有用功在总功中占的百分比。请算出刚才的三种办法中有用功在总功中占的百分比。3120J780J690J2021/9/23101 12 23 31 12 23 3对沙子做功对沙子做功对桶做功对桶做功克服重力做功克服重力做功对沙子做功对沙子做功对桶做功对桶做功对滑轮做功对滑轮做功对沙子做功对沙子做功对桶做功对桶做功对滑轮做功对滑轮做功600J2520J600J180J600J90J3120J780J690J19%76%86%2021/9/2311二、二、机机 械械 效效 率率1.1.定义：有用功跟总功的比值叫机械效率定义：有用功跟总功的比值叫机械效率.2.2.表达式表达式:3 3、的特点的特点:（1 1）无单位）无单位（3 3）（2 2）一般用百分比表示）一般用百分比表示理想情况理想情况 实际情况实际情况(4)(4)表示机械做功性能好坏的物理量表示机械做功性能好坏的物理量2021/9/2312起重机的机械效率是起重机的机械效率是60%60%，它表示什么意思？，它表示什么意思？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所做的有用功跟总功的比值是比值是60%60%，也可以说有，也可以说有用功在总功中占有用功在总功中占有60%60%，另外的另外的40%40%是额外功是额外功一般情况下：一般情况下：滑轮组的机械效率为滑轮组的机械效率为50%70%50%70%起重机的机械效率为起重机的机械效率为40%50%40%50%抽水机的机械效率为抽水机的机械效率为60%80%60%80%2021/9/2313一台起重机将重一台起重机将重36003600N N的货物提高的货物提高4 4m m。如如果额外功是果额外功是96009600J J，起重机做的有用功是起重机做的有用功是多少？总功是多少？机械效率是多少？多少？总功是多少？机械效率是多少？起重机在哪些方面消耗了额外功？起重机在哪些方面消耗了额外功？2021/9/2314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=3600N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有有=Fh=Gh =3600N4m=14400J=1.44104J起重机做的总功起重机做的总功W总总=W有有+W额额 =14400J+9600J=2.4104J因此，起重机的机械效率因此，起重机的机械效率=W有有/W额额 =1.44104J/2.4104J=60%2021/9/2315例题：例题：用如图用如图2121所示滑轮组将重所示滑轮组将重610 N610 N的的物体匀速提高物体匀速提高2m2m，拉力所做的功为，拉力所做的功为210 J210 J，所用的时间为所用的时间为20s20s。求：。求：（1 1）有用功；）有用功；（2 2）拉力的功率；）拉力的功率；（3 3）该滑轮组的机械效率。）该滑轮组的机械效率。2 23 32021/9/2316例题用如图例题用如图l8l8所示的滑轮组吊起重物，不计所示的滑轮组吊起重物，不计绳重及摩擦。绳重及摩擦。(1)(1)当物重为当物重为150N150N时，绳端所用的拉力是时，绳端所用的拉力是60N60N，求此时滑轮组的机械效率是多少求此时滑轮组的机械效率是多少?(2)(2)当所吊重物为当所吊重物为300N300N时，时，10s10s内重物被匀速内重物被匀速提高提高2m2m时，绳端拉力做功的功率为多少时，绳端拉力做功的功率为多少?2021/9/23174 4 机械效率说明：机械效率说明：（1 1）W W总一定时，总一定时，W W有越多，有越多，越高越高（2 2）W W有一定时，有一定时，W W额越多，额越多，越越didi（3 3）W W额一定时，额一定时，W W总越多，总越多，越高越高2021/9/23185 提高机械效率的方法提高机械效率的方法（1）减小额外功减小额外功减轻机械本身的重量，加润滑以减小摩擦减轻机械本身的重量，加润滑以减小摩擦（2）当额外功一定时当额外功一定时，机械能承受的范围内，机械能承受的范围内尽尽可能增加每次提起的重物可能增加每次提起的重物2021/9/2319三、滑轮组的机械效率三、滑轮组的机械效率F如作左图所示，如作左图所示，不计摩擦和绳重不计摩擦和绳重，已知，已知物重物重G G，用，用拉力拉力F F将重物匀速拉上升，试分析其机械效率将重物匀速拉上升，试分析其机械效率？2021/9/2320三、滑轮组的机械效率三、滑轮组的机械效率F如作左图所示，如作左图所示，不计摩擦和绳重不计摩擦和绳重，已知，已知物重物重G G，滑，滑轮重轮重G G/，用拉力，用拉力F F将重物匀速拉上将重物匀速拉上h h，试分析其机械，试分析其机械效率效率？W W有有=GhGh=(G+G/)h=(G+G/)h=W W有有W W总总=GhGh(G+G(G+G/)h)h=G G G+G G+G/W W总总FsFsG+GG+G/2 22h2h2021/9/2321如作下图所示，如作下图所示，不计摩擦和绳重不计摩擦和绳重，已知物重，已知物重G G，滑轮，滑轮重重G G/，用拉力，用拉力F F将重物匀速拉上将重物匀速拉上h h，试判断机械效率，试判断机械效率的大小？的大小？F甲甲F乙乙 甲甲 乙乙对于同一滑轮组，绳子的绕线不影响其机械效率对于同一滑轮组，绳子的绕线不影响其机械效率2021/9/2322如图如图7-57-5所示的甲、乙两个滑轮组，每个所示的甲、乙两个滑轮组，每个滑轮的重力相同，用它们分别匀速吊起滑轮的重力相同，用它们分别匀速吊起重都为重都为G G的物体，忽略摩擦阻力及绳重，的物体，忽略摩擦阻力及绳重，则拉力之比则拉力之比 ；滑轮组甲的机械效率；滑轮组甲的机械效率 （选填（选填“大于大于”、“小于小于”或或“等等于于”）滑轮组乙的机械效率。）滑轮组乙的机械效率。2021/9/2323四四.斜面的机械效率斜面的机械效率2021/9/2324GFhACBLFLW总总=W有有=h所以：所以：FL=h当斜面光滑（不计摩擦阻力时）当斜面光滑（不计摩擦阻力时）或或W额额=0光滑时光滑时(1)(1)斜面光滑斜面光滑同一物体升高相同的高度，斜面越长越省力。同一物体升高相同的高度，斜面越长越省力。2021/9/2325FhLGfNFLW总总=W有有=h所以：所以：FL=h+fLW额额=fL因为：因为：=W有有W总总GhFL（2）实际的斜面往往是粗糙的，存在着摩擦）实际的斜面往往是粗糙的，存在着摩擦2021/9/2326探究 滑轮组的机械效率实验的目的：实验的目的：测定滑轮组的机械效率测定滑轮组的机械效率实验原理：实验原理：=W有有W总总实验仪器：实验仪器：刻度尺、钩码、弹簧测力刻度尺、钩码、弹簧测力计、滑轮组两个、铁架台、计、滑轮组两个、铁架台、长约长约2m2m的细绳的细绳2021/9/2327实验步骤：实验步骤：（1 1）用弹簧测力计测出五个钩码）用弹簧测力计测出五个钩码的重量的重量（2 2）将用两个滑轮组成的，用三）将用两个滑轮组成的，用三段绳子吊着钩码的滑轮组的装置段绳子吊着钩码的滑轮组的装置 （3 3）竖直向上竖直向上匀速拉动匀速拉动弹簧测力弹簧测力计，使钩码计，使钩码G G上升，上升，读出弹簧测力读出弹簧测力计所示拉力计所示拉力F F的值的值 ，从刻度尺，从刻度尺（刻度尺要竖直放置刻度尺要竖直放置）读出）读出钩钩码升高的距离码升高的距离h h和和弹簧测力计移动弹簧测力计移动的距离的距离S S，记录数据在表格中，记录数据在表格中2021/9/2328（4 4）减少钩码（被提升的钩码）的个数，在重复）减少钩码（被提升的钩码）的个数，在重复实验记录数据实验记录数据实验实验次序次序钩码钩码重重G G（牛）（牛）弹簧秤弹簧秤示数示数F F（N N）钩码提钩码提升高度升高度h h（m m）绳子自绳子自由端移由端移动距离动距离S S（m m）人拉人拉绳做绳做的功的功W W总总（J J）动滑轮动滑轮提升钩提升钩码做的码做的功功W W有用有用（J J）机机械械效效率率1 1、提升提升5 5个个钩码钩码2 2、提升提升3 3个个钩码钩码2021/9/2329分析：滑轮组的机械效率还受到哪个因素影分析：滑轮组的机械效率还受到哪个因素影响？响？影响因素探究结论改进措施、提高效率 与提升重物与提升重物的重有关的重有关同一个动滑同一个动滑轮，提升重轮，提升重物越重，机物越重，机械效率越大械效率越大 使装置在使装置在满载的情况满载的情况下工作下工作2021/9/2330(5)(5)将用四个滑轮组成的、将用四个滑轮组成的、用五段绳子吊数个钩码的滑轮用五段绳子吊数个钩码的滑轮组的组的,实验实验测量滑轮组的机械效测量滑轮组的机械效率率 2021/9/23312021/9/2332影响因素探究结论改进措施、提高效率 与提升重物与提升重物的重有关的重有关同一个动滑轮，同一个动滑轮，提升重物越重，提升重物越重，机械效率越大机械效率越大 使装置在满载使装置在满载的情况下工作的情况下工作与动滑轮与动滑轮自重有关自重有关 不同的动滑轮，不同的动滑轮，提升相同的重物，提升相同的重物，动滑轮自重越小动滑轮自重越小的机械效率越高的机械效率越高 改进机械结构，改进机械结构，使它更合理，轻使它更合理，轻巧巧动滑轮自身部动滑轮自身部件的摩擦件的摩擦 机械自身摩擦越机械自身摩擦越大，效率越低大，效率越低 对机械进行保养，对机械进行保养，保持良好的润滑，保持良好的润滑，减少摩擦减少摩擦 2021/9/2333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 斜面的坡度斜面的坡度分析数据，得到结论分析数据，得到结论2021/9/2334实验装置：实验装置：FSh2021/9/2335实验过程：实验过程：4 4 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3 3。3.3.把把小小木木块块用用弹弹簧簧秤秤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移动动的的距距离离S S、木块上升的高度木块上升的高度h h。1 1将长木板的一端垫起，成为斜面，测出将长木板的一端垫起，成为斜面，测出斜面的高度斜面的高度h h并记录数值。并记录数值。2 2正确使用弹簧测力计称量出小车的重正确使用弹簧测力计称量出小车的重量量G G并记录数值。并记录数值。2021/9/2336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。2021/9/23374 4、记录表格：、记录表格：斜面倾斜面倾斜程度斜程度木块重量木块重量 G/N斜面高度斜面高度 h/m拉力拉力F/N斜面长斜面长 s/m有用功有用功 W有有/J总功总功W总总/J机械效率机械效率较缓较缓较陡较陡很陡很陡结论：结论：斜面越陡，越不省力，机械效率越高。斜面越陡，越不省力，机械效率越高。2021/9/2338小结：小结：1、有用功、额外功、总功有用功、额外功、总功2、机械效率机械效率3、斜面的机械效率与坡度有关、斜面的机械效率与坡度有关2021/9/2339