中考总复习(三)机械效率专题.ppt

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1、机械效率机械效率中考物理总复习中考物理总复习 “机械效率机械效率”一节，既是力学一节，既是力学部分的重点，也是难点。在部分的重点，也是难点。在“机机械效率械效率”的学习中，关键是要能的学习中，关键是要能够准确地判定够准确地判定有用功有用功、额外功额外功和和总功总功。如何判定呢？。如何判定呢？我们的目的我们的目的从井中打从井中打水水但又但又不得不不得不借助水借助水桶桶在提水的这一过程中在提水的这一过程中人人总总共共所做的所做的功功我们的目的，对我们我们的目的，对我们真正真正有用有用的功的功不是我们的目的，对我们不是我们的目的，对我们无用无用，但又但又不得不不得不做的做的额外额外增加增加的功的功对

2、对水水和和桶桶做得功做得功FSFS对对水水做得做得功功GhGh对对桶桶和克服和克服摩擦力摩擦力做的做的功功总功有用功额外功有用功：有用功：在完成任务时，为达在完成任务时，为达到我们的目的，我们到我们的目的，我们真正需要真正需要的，对我们的，对我们有用有用的那部分的那部分功功总功：总功：在完成任务时，在完成任务时，人人总共总共所做的所做的功功额外功：额外功：在完成任务时，对我在完成任务时，对我们们无用无用，但又，但又不得不不得不做的那部做的那部分额外附加分额外附加功功人人提提沙沙子子做做功功1.1.对砂子做功对砂子做功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拉拉滑滑轮轮做做功

3、功1.1.对砂子做功对砂子做功2.2.对桶做功对桶做功3.3.对动滑轮做功对动滑轮做功人人拉拉滑滑轮轮做做功功1.1.对砂子做功对砂子做功2.2.对口袋做功对口袋做功3.3.对动滑轮做功对动滑轮做功真正需要真正需要的，对我们的，对我们有用有用的那部分的那部分功功，有用功，有用功，Gh在使用机械过程中，在使用机械过程中，不得不不得不做的那部分额外附加做的那部分额外附加功，功，额外功额外功人总共所做的功，人总共所做的功，总功总功，F F拉拉S S绳子绳子在这三幅图片中，那幅做功的机械效率在这三幅图片中，那幅做功的机械效率高高？W总总=W有用有用100=G沙子沙子h上升上升F F拉拉S S绳子绳子1

4、00=G沙子沙子h上升上升F F拉拉nhnh100=W有用有用W总总100=W有用有用100W有用有用+W额外额外=G物物h100G物物h+G动动h因为 W总总=W有用有用+W额外额外1 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。3120J780J690J1 12 23 31 12 23 3对

5、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%在使用在使用滑轮组滑轮组提升提升物体的过程物体的过程中，那些因素会产生中，那些因素会产生额外功额外功1 1 动动滑轮的滑轮的重重力力2 2 滑轮组与绳子之间的滑轮组与绳子之间的摩擦力摩擦力如何如何提高提高机械机械效率效率外因外因内因内因减减小小额额外外功功增加增加有用功有用功减减小小动动滑滑轮的轮的重重力力减减小滑轮组小滑轮组与绳子之间

6、与绳子之间的的摩擦力摩擦力增加增加物物体本体本身的身的重重力力排除外界阻力排除外界阻力提高自身能力提高自身能力离心式水泵离心式水泵离心式水泵离心式水泵60%60%80%80%汽油机汽油机汽油机汽油机 22%22%27%27%蒸汽机蒸汽机蒸汽机蒸汽机6%6%15%15%电动机电动机电动机电动机 80%80%90%90%有用功总小于总功，所以机械效率总小于有用功总小于总功，所以机械效率总小于1如何提高机械效率？如何提高机械效率？有用功W有额外功W额总功W总定义利用机械工作时，对人们有用的功叫做有用功。利用机械工作时，对人们无用但又不得不做的功叫做额外功。有用功加额外功是总共的功叫做总功，即：总有额

7、实质机械克服物体阻力做的功。克服机械自身重力和摩擦做的功。动力对机械做的功。一、有关概念，透彻理解一、有关概念，透彻理解、有用功、额外功和总功、有用功、额外功和总功用水桶从井中提水时，所做的有用功是用水桶从井中提水时，所做的有用功是 ，额外功是，额外功是 ，总，总功是功是 ；如果桶掉到井里，从井里捞桶时，捞上来如果桶掉到井里，从井里捞桶时，捞上来的桶里带了一些水，有用功是的桶里带了一些水，有用功是 ，额外功是额外功是 ，总功是，总功是 。克服水的重力做功克服水的重力做功克服桶的重力做功克服桶的重力做功拉力所做的功拉力所做的功克服桶的重力做功克服桶的重力做功克服水的重力做功克服水的重力做功拉力所

8、做的功拉力所做的功、机械效率、机械效率有用功跟总功的比值叫做机械效率，即 （1）由上式可知，要提高机械效率，必须减小额外功在总功中的比例，即：改进机械结构（减轻自重）；按规程保养，定时润滑（减小摩擦）。（2）在理解机械效率的概念时要注意：机械效率没有单位（因为机械效率是有用功跟总功的比值）。机械效率的大小总小于（额外功的存在）。机械效率的大小取决于有与总的比值，即有用功在总功中所占的比例，不能理解为：有用功多，机械效率高；总功大，机械效率低。省力的机械不是机械效率高，而是更低。功率大小与机械效率高低无直接关系！功率大机械效率不一定高，功率小机械效率不一定低。在理解有用功、额外功、总功和机械效率

9、的基础上，对各种情况的机械，还要能够准确地判定有用功、额外功和总功。二、具体情况，准确判定二、具体情况，准确判定关于关于机械效率机械效率的的三类三类计算计算1 1 杠杆杠杆2 2滑轮滑轮竖直拉物体竖直拉物体 水平拉物体水平拉物体3 3斜面斜面1 1杠杆杠杆=W有用有用100W总总=G物物h上升上升F F拉拉S S绳子绳子100相似相似三角形三角形S/h=L动动/L阻阻=G物物L阻阻F F拉拉L L动动1002 2 滑轮滑轮竖直拉动物体竖直拉动物体=W有用有用W总总100=G物物h上升上升F F拉拉S S绳子绳子100=G物物h上升上升F F拉拉nhnh上升上升100=W有用有用W总总100=W

10、有用有用100W有用有用+W额外额外=G物物h100G物物h+G动动h水平水平拉动物体拉动物体=W有用有用W总总100=f摩擦摩擦h移动移动F F拉拉S S绳子绳子100=F F拉拉nhnh移动移动f摩擦摩擦h移动移动100=W有用有用W总总100=F钩子钩子h移动移动F F拉拉S S绳子绳子=(G物物 F浮浮)h移移动动F F拉拉S S绳子绳子1001003 斜面理想，理想，不不计计摩擦力摩擦力：W总总=FL W有用有用=Gh=2 2、实际，、实际，考虑摩擦力考虑摩擦力：W总=FLW有用=GhW额外=fL=W有用有用W总总100=G物物h上升上升F F拉拉L L100=G物物h上升上升GhG

11、h+fLfL100利用如图所示的滑轮组，在利用如图所示的滑轮组，在F=80NF=80N的拉力作用的拉力作用下下,将一个重为将一个重为180N180N的物体匀速举高的物体匀速举高1m1m，绳重、，绳重、摩擦不计。摩擦不计。求求:（1 1）W W总总=？（2 2）W W有用有用=？(3)W (3)W额外额外=?=?(4)=?(4)=?(5)G (5)G动动=?=?GF.三、典型题例，示范启迪三、典型题例，示范启迪小明用小明用100N的力沿竖直方向将杠杆的一端拉下的力沿竖直方向将杠杆的一端拉下2m，杠，杠杆的另一端将杆的另一端将320N的重物提高了的重物提高了0.5m，(1)他做的有用功是多少？他做

12、的有用功是多少？(2)总功是多少？总功是多少？(3)杠杆的机械效率是多少？杠杆的机械效率是多少？用一个动滑轮提升重为用一个动滑轮提升重为96牛的货牛的货物，所用拉力为物，所用拉力为60牛，此动滑轮的牛，此动滑轮的机械效率是多少？若用此动滑轮提机械效率是多少？若用此动滑轮提升重升重200牛的重物，拉绳子的速度牛的重物，拉绳子的速度为多少时，拉力做功的功率刚好为多少时，拉力做功的功率刚好22.4瓦。（不计绳重和摩擦）瓦。（不计绳重和摩擦）由于不计绳重和摩擦，故动滑轮重G动可由：求得：G动2F物60牛96牛24牛解析：此动滑轮的机械效率为解析：此动滑轮的机械效率为提升200牛重物的拉力于是，由得：说

13、明：凡涉及物重发生变化的动滑轮（或说明：凡涉及物重发生变化的动滑轮（或滑轮组）的问题时，其机械效率是变化的：随滑轮组）的问题时，其机械效率是变化的：随物重的增大而增大。物重的增大而增大。本题提升200牛重物时 因此，解决这类问题时，首先要求出因此，解决这类问题时，首先要求出动滑轮的重动滑轮的重G动：一般用动滑轮（或滑动：一般用动滑轮（或滑轮组）省力的特点比较简便。轮组）省力的特点比较简便。用滑轮组匀速提升重为用滑轮组匀速提升重为2000牛的物牛的物体，作用在绳子自由端的拉力做功体，作用在绳子自由端的拉力做功的功率为的功率为1250瓦，滑轮组的机械效瓦，滑轮组的机械效率为率为80%，求重物上升的

14、速度是多，求重物上升的速度是多少？少？二要明白“重物上升”与“绳子自由端拉动”具有同时性。于是，重物上升的速度解析：解答本题的关键是：一要弄清有用功解析：解答本题的关键是：一要弄清有用功和总功。将物体提升一定高度做的功和总功。将物体提升一定高度做的功有用有用功：有物功：有物h；作用在绳子自由端的拉力；作用在绳子自由端的拉力做的功做的功总功：总拉总功：总拉t（因已知功率），（因已知功率），则机械效率可表示为：则机械效率可表示为：说明：对涉及滑轮组的速度的说明：对涉及滑轮组的速度的问题，关键是抓住问题，关键是抓住“重物上升或重物上升或移动移动”与与“绳子自由端拉动绳子自由端拉动”的的同时性，再将对

15、应物理量用对应同时性，再将对应物理量用对应的符号代入公式进行推演和代数的符号代入公式进行推演和代数变换，问题即可解决。变换，问题即可解决。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 斜面倾斜程度、斜面倾斜程度、斜面的粗糙程度斜面的粗糙程度实验装置：实验装置：FSh实验过程：实验过程：测量小木块的重力，记录数据；测量小木块的重力，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秤秤

16、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。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。木板的摩擦要大一些木板的摩擦要大一些 选用木块要重一些选用木块要重一些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4 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 50.11.60.50.50.862.5较陡较陡 50.152.20.50.751.168很陡很陡 50.22.70.511.3581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。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、斜面的机械效率与倾斜程度有关、斜面的机械效率与倾斜程度有关