11章 五、机械效率.ppt

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1、你知道生活中的你知道生活中的一词吗？一词吗？种子的发芽率、树的成活率种子的发芽率、树的成活率粉笔利用率粉笔利用率时间的利用率时间的利用率上述的几个上述的几个“率率”=有用的量有用的量/总量总量表示事物某一方面的优劣。表示事物某一方面的优劣。2021/9/2312021/9/232要把一个物体运到高处，有哪些方法？要把一个物体运到高处，有哪些方法？用手直接把物体提上去用手直接把物体提上去用杠杆把物体提上去用杠杆把物体提上去用动滑轮或滑轮组用动滑轮或滑轮组使用简单机械能达到怎样的目的？使用简单机械能达到怎样的目的？改变力的方向改变力的方向省距离省距离省力省力使用机械对物体做功和直接对物体做功，使用

2、机械对物体做功和直接对物体做功，他们所做的功究竟有什么关系？他们所做的功究竟有什么关系？思考：思考：2021/9/233我家住在四楼，买了一批木料，可以我家住在四楼，买了一批木料，可以直接用手拉到四楼，也可以使用动滑轮，直接用手拉到四楼，也可以使用动滑轮，使用动滑轮的作用为了使用动滑轮的作用为了。省力省力www:用手直接对木料用手直接对木料做功与手对机械做功与手对机械做功相等吗？做功相等吗？2021/9/234实验目的实验目的:再探动滑轮：再探动滑轮：实验器材实验器材:实验注意事项实验注意事项:比比较较利利用用动动滑滑轮轮提提升升物物体体与与直接提升物体做功的多少直接提升物体做功的多少铁铁架架

3、台台、动动滑滑轮轮、钩钩码码、弹弹簧簧测测力力计计、刻度尺、细线刻度尺、细线测量的物理量测量的物理量:物体的重力物体的重力G物体上升的高度物体上升的高度h作用在绳子上的力作用在绳子上的力F绳子移动的距离绳子移动的距离S匀速拉动绳子匀速拉动绳子拉力竖直向上拉力竖直向上实验表格设计实验表格设计:2021/9/235再探动滑轮：再探动滑轮：测量测量次数次数F/Ns/mG/Nh/mFs/JGh/J思考思考:利用动滑轮提升物体所做的功与直接提升物利用动滑轮提升物体所做的功与直接提升物体的做功不等的原因是什么体的做功不等的原因是什么?利用动滑轮提升物体时，除了对物体做功，还利用动滑轮提升物体时，除了对物体

4、做功，还不得不对动滑轮做功。不得不对动滑轮做功。2021/9/236F/Ns/mG/Nh/mFs/JGh/J1220.821.61.5230.832.42240.843.2再探斜面：再探斜面：思考思考:利用斜面提升物体所做的利用斜面提升物体所做的功与直接提升物体的做功功与直接提升物体的做功不等的原因是什么不等的原因是什么?利用斜面提升物体时，除了对物体做功，还不利用斜面提升物体时，除了对物体做功，还不得不克服斜面的摩擦力做功。得不克服斜面的摩擦力做功。2021/9/237有用功有用功W有用有用：总总 功功W总总：有用功、额外功与总功：有用功、额外功与总功：额外功额外功W额外额外：总功总功有用功

5、有用功额外功额外功W总总W有用有用W额外额外使用机械时，实现目的所做的功使用机械时，实现目的所做的功人们不需要，但又不得不做的功人们不需要，但又不得不做的功动力对机械所做的功动力对机械所做的功2021/9/238有用功、额外功与总功：有用功、额外功与总功：额外功额外功:提升物体提升物体目目的的:提提升升物物体体所所做的功做的功G物物h有用功有用功:提提升升动动滑滑轮轮所所做的功做的功G0h总总功功:人人对对动动滑滑轮轮所所做的功做的功Fs总功总功有用功有用功额外功额外功W总总W有用有用W额外额外2021/9/239有用功、额外功与总功：有用功、额外功与总功：额外功额外功:提升物体提升物体目目的

6、的:提提升升物物体体所所做的功做的功Gh有用功有用功:克克服服斜斜面面摩摩擦擦所做的功所做的功fs总总功功:人人拉拉物物体体所所做做的功的功Fs总功总功有用功有用功额外功额外功W总总W有用有用W额外额外2021/9/2310有用功、额外功与总功：有用功、额外功与总功：F/Fss/额外功额外功:移动物体移动物体目目的的:克克服服摩摩擦擦所所做的功做的功fs物物有用功有用功:克克服服滑滑轮轮轴轴之之摩擦所做的功摩擦所做的功总总功功:人人对对滑滑轮轮组组所所做的功做的功Fs总功总功有用功有用功额外功额外功W总总W有用有用W额外额外2021/9/2311用水桶从井中提水的过程，所做的功哪部分用水桶从井

7、中提水的过程，所做的功哪部分是有用功？哪部分是额外功？是有用功？哪部分是额外功？一、水桶打水一、水桶打水:二、打捞水桶二、打捞水桶一水桶掉入井中，将其打捞上来，桶中有水，一水桶掉入井中，将其打捞上来，桶中有水，在此过程中所做的功哪部分是有用功？哪部分是在此过程中所做的功哪部分是有用功？哪部分是额外功？额外功？有用功、额外功与总功：有用功、额外功与总功：2021/9/2312有用功跟总功的比值叫有用功跟总功的比值叫机械效率机械效率有用功总小于总功有用功总小于总功,所以机械效率总小于所以机械效率总小于1 1 公式：公式：(1)(1)机械效率一般用百分数表示，没有单位机械效率一般用百分数表示，没有单

8、位 机械效率机械效率(2)思考：思考：机械效率会大于吗机械效率会大于吗?为什么为什么?机械效率机械效率=100%有用功有用功 总功总功=100%W有用有用 W总总 2021/9/2313例例1下下列列关关于于机机械械效效率率的的说说法法正正确确的的是是()A.机械效率可以提高到机械效率可以提高到100B机械效率总小于机械效率总小于1C功率大的机械，机械效率高功率大的机械，机械效率高D机械效率越高，有用功就越多机械效率越高，有用功就越多2021/9/2314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所做的有用功跟总功的比使用起重机提升

9、重物时所做的有用功跟总功的比值是值是60%60%机械效率机械效率 有用功在总功中占有有用功在总功中占有60%60%，另外的，另外的4040是额外功是额外功2021/9/2315 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的拉力作用下的拉力作用下,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、摩擦，绳重、摩擦不计。求不计。求:（1 1）W W总总=？（？（2 2）W W有用有用=？(3)W (3)W额额外外=?(4)=?(5)G=?(4)=?(5)G动动=?=?GF.答案答案:(1)W总总=240J;(2)W有用有用=180J;(3)W

10、额外额外=60J;(4)=75;(5)G G动动=60N=60N。2021/9/2316 某人用如图所示的滑轮组提升某人用如图所示的滑轮组提升20002000牛的重牛的重物，使用的拉力是物，使用的拉力是800800牛，绳子自由端被拉下牛，绳子自由端被拉下4 4米。米。（1 1）这个人做的总功是多少焦？）这个人做的总功是多少焦？（2 2）有用功是多少焦？）有用功是多少焦？（3 3）额外功是多少焦？）额外功是多少焦？（4 4）这个滑轮组的机械效率是多少？）这个滑轮组的机械效率是多少？FG2021/9/2317工工人人师师傅傅常常利利用用斜斜面面把把重重物物搬搬运运到到汽汽车车上上，如如图图所所示示

11、，汽汽车车车车厢厢底底板板高高度度h=1.5m，斜斜面面长长度度s3m，现现用用力力F沿沿着着斜斜面面把把重重力力G=1800N的的重重物物匀匀速速拉拉到到车车上上，若若不不计计摩摩擦擦，拉拉力力F为为_N；若若实实际际拉拉力力F1200N，则则 该该 斜斜 面面 的的 机机 械械 效效 率率 是是%900752021/9/2318 在下图中，物体在下图中，物体A A在地面匀速运动，对面对在地面匀速运动，对面对A A的的摩擦力是摩擦力是8N8N，A A物体的重力是物体的重力是9N9N，弹簧测力计示，弹簧测力计示数是数是F=5NF=5N，求滑轮组的机械效率？，求滑轮组的机械效率？解：解：总结：总

12、结：水平拉动时：水平拉动时：竖直拉动时：竖直拉动时：F2021/9/2319作业二：作业二：1 1某某工工人人利利用用动动滑滑轮轮在在20s内内将将3000N的的物物体体匀匀速速提提高高4m，已已知知这这个个动动滑滑轮轮的的机机械效率是械效率是80，求：，求：(1)这名工人所做的总功是多少焦这名工人所做的总功是多少焦?(2)他所做的额外功是多少焦？他所做的额外功是多少焦？(3)他的输出功率是多少瓦他的输出功率是多少瓦?2021/9/2320有用功、额外功与总功：有用功、额外功与总功：某人用动滑轮将重为某人用动滑轮将重为100N100N的沙的沙子提升子提升6m6m高度。口袋重高度。口袋重5N5N

13、，动滑轮，动滑轮重重10N10N，不考虑绳子重及滑轮摩擦，不考虑绳子重及滑轮摩擦，则有用功、额外功及总功各是多少则有用功、额外功及总功各是多少？W总总Fs(100+15)N/26m2690JW有用有用F1s1Gh100N6m600JW额外额外F2s2G0h(10+5)N6m90J2021/9/2321砂子重砂子重100N体重体重400N动滑轮重动滑轮重10N桶重桶重20N口袋重口袋重5N每层高每层高3米米你会选哪种方法呢？为什么？你会选哪种方法呢？为什么？有用功、额外功与总功：有用功、额外功与总功：请分别计算出有用功、额外功和总功分别是多少？请分别计算出有用功、额外功和总功分别是多少？请算出刚

14、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。2021/9/23221 1机械效率越高，越省力；机械效率越高，越省力；2 2机械效率越高，做的有用功越多；机械效率越高，做的有用功越多；3 3机械效率越高，做功的功率越大机械效率越高，做功的功率越大4 4因为有用功总小于总功因为有用功总小于总功,所以机械效率总小于所以机械效率总小于1 15 5额外功在总功中的比率越小额外功在总功中的比率越小,机械效率越高机械效率越高试一试：下面说法中是否正确试一试：下面说法中是否正确机械效率机械效率（）（）（）（）（）2021/9/2323测量测量次数次数F/Ns/mG/

15、Nh/mFs/J Gh/J2.50.240.15430.350.150.90.753.50.260.10.70.6机械效率机械效率 计算同一动滑轮在不同情况下的机械效率？计算同一动滑轮在不同情况下的机械效率？你有什么发现？你有什么发现？80%83.3%85.7%（1）同一动滑轮的机械效率不是固定不变的。）同一动滑轮的机械效率不是固定不变的。（2）动动滑滑轮轮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。2021/9/2324机械效率机械效率 议一议：议一议：动滑轮的机械效率与哪些因素有关？动滑轮的机械效率与哪些因素有关？如何提高动滑轮的机械效率？如何提高动

16、滑轮的机械效率？1.减小动滑轮自重来减少额外功减小动滑轮自重来减少额外功3.增加提升物体的重力来增加有用功增加提升物体的重力来增加有用功2.减小机械间的摩擦力来减少额外功减小机械间的摩擦力来减少额外功用用甲甲乙乙两两个个滑滑轮轮组组提提升升同同一一物体，哪个机械效率高？物体，哪个机械效率高？2021/9/2325 为了提高机械效率，下列各种措施为了提高机械效率，下列各种措施中有效的是（）中有效的是（）A A有用功一定，增大总功有用功一定，增大总功B B总功一定，增大额外功总功一定，增大额外功C C有用功一定，减小额外功有用功一定，减小额外功D D额外功一定，减小总功额外功一定，减小总功C202

17、1/9/2326例例2如图所示，在如图所示，在50N的水平拉力的水平拉力F F作用作用下下,重重800的物体沿水平地面做匀速直的物体沿水平地面做匀速直线运动线运动,物体与地面间滑动摩擦力为物体与地面间滑动摩擦力为120.则滑轮组的机械效率为则滑轮组的机械效率为 _ _；若物体的速度为若物体的速度为0.2m/s,则则1min内拉力做内拉力做的功为的功为_J2021/9/2327例例3各种机械在使用时产生额外功的原因不各种机械在使用时产生额外功的原因不完全相同，要根据具体情况具体分析。具体完全相同，要根据具体情况具体分析。具体分析右图中三种做功情况分析右图中三种做功情况(设滑轮规格相同设滑轮规格相

18、同)，产生额外功最多的应是，产生额外功最多的应是_图。若钩码图。若钩码(m=50g)在三种情况中均被提高在三种情况中均被提高1米，各种情米，各种情况机械做的有用功均为况机械做的有用功均为_，由此可判断出，由此可判断出_图的机械效率最大。图的机械效率最大。(g取取10N/Kg)2021/9/2328作业一：作业一：1.在在“测定动滑轮机械效率测定动滑轮机械效率”的实验中，用同一滑轮进的实验中，用同一滑轮进行了两次实验，实验数据如下：行了两次实验，实验数据如下：(实验中应实验中应拉弹簧测力计拉弹簧测力计第一次实验测得滑轮组的机械效率为第一次实验测得滑轮组的机械效率为_；第第二二次次实实验验时时滑滑

19、轮轮组组的的机机械械效效率率(选选填填“大大于于”、“小小于于”或或“等于等于”）第一次实验时的机械效率）第一次实验时的机械效率若不计摩擦，该动滑轮的重为若不计摩擦，该动滑轮的重为_。实验实验次数次数钩码重G/N钩码上升高度h/cm测力计示数F/N测力计移动距离s/cm12101.5202553.0102021/9/2329实验：某同学在做测定滑轮组的机械效率实验中，按下面的步实验：某同学在做测定滑轮组的机械效率实验中，按下面的步骤操作：骤操作：(1)(1)，按图甲那样，将滑轮组安装好，记下钩码和弹簧秤的按图甲那样，将滑轮组安装好，记下钩码和弹簧秤的位置。图中所挂钩码重位置。图中所挂钩码重1

20、1牛。牛。(2)(2)，匀速拉动弹簧秤使钩码匀速拉动弹簧秤使钩码G G升高，如图乙所示。从弹簧升高，如图乙所示。从弹簧秤读出拉力秤读出拉力F F的值是的值是0.50.5牛，钩码提升的高度牛，钩码提升的高度 和弹簧秤移动的距离和弹簧秤移动的距离S S可在图背景上的刻度线读出。请你将有关的可在图背景上的刻度线读出。请你将有关的 实验数据填入下表并算出机械效率实验数据填入下表并算出机械效率。G（牛）（牛）H（米）（米）W有用有用（焦）（焦）F（牛）（牛）S（米）（米）W总总（焦）（焦）（%）2021/9/23303如如图图所所示示，小小冯冯分分别别用用甲甲、乙乙两两滑滑轮轮把把同同一一桶桶沙沙从从一

21、一楼楼地地面面提提到到二二楼楼地地面面，用用甲甲滑滑轮轮所所做做的的总总功功为为W1，机机械械效效率率为为l，用用乙乙滑滑轮轮所所做做的的总总功功为为W2，机机械械效效率率为为2，若若不不计计绳绳重重与与摩摩擦擦，则则()AWl=W2l=2BW1=W2l2C.W12D.W1W2l22021/9/23314如如图图所所示示，用用滑滑轮轮组组拉拉着着一一只只木木块块P沿沿水水平平面面以以0.5ms的的速速度度匀匀速速向向右右运运动动，此此时时弹弹簧簧测测力力计计的的读读数数为为4N。若若每每只只滑滑轮轮重重1N，绳绳与与滑滑轮轮间间的的摩摩擦擦不不计计，则则该该滑滑轮轮组组的的机机械械效效率率为为

22、_，在，在2s内拉力内拉力F做的功为做的功为_J。2021/9/23322用用图图示示的的装装置置提提水水，已已知知动动滑滑轮轮重重4N，桶桶重重6N，桶桶中中的的水水重重50N，摩摩擦擦不不计计，则则装装置的机械效率为置的机械效率为_。2021/9/23333如如图图所所示示，用用一一个个动动滑滑轮轮拉拉动动一一个个物物体体A以以0.5ms的的速速度度在在水水平平面面匀匀速速运运动动，物物体体A重重为为20N，受受到到的的摩摩擦擦力力是是物物重重的的0.2倍倍，水水平平拉拉力力F为为2.5N，则则在在2s内内拉拉力力做做的的功功是是_J，滑滑轮轮的的机机械械效效率率是是_(不不计计滑滑轮重力轮重力)。2021/9/2334小结：小结：2021/9/2335