第3节认识简单机械——机械效率(LY)ppt课件.ppt

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1、使用下列动滑轮或滑轮组时，若不计使用下列动滑轮或滑轮组时，若不计摩擦力和绳子的重力，要将重物升高摩擦力和绳子的重力，要将重物升高h，所用的动力，所用的动力F、动力、动力F移动的距离移动的距离s、F所做的功所做的功W分别是多少？分别是多少？s=2h(G物物G动动)12F=W=Fs(G物物G动动)2h12=G物物h+G动动hFF所做的两部分功中，哪部分是必须要做的？所做的两部分功中，哪部分是必须要做的？哪部分是哪部分是不需要，但又不得不做的？不需要，但又不得不做的？F必须要做的功必须要做的功不需要，但又不得不做的功不需要，但又不得不做的功叫叫“有用功有用功”，用，用W W有用有用表示。表示。叫叫“

2、额外功额外功”或或“无用功无用功”，用用W W额外额外或或W W无用无用表示。表示。动力所做的功动力所做的功叫叫“总功总功”，用，用W W总总表示。表示。即：即：W总总=W有用有用 W额外额外人人使用下列动滑轮或滑轮组时，若考使用下列动滑轮或滑轮组时，若考虑摩擦力和绳子的重力，要将重物升虑摩擦力和绳子的重力，要将重物升高高h h，所用的力，所用的力F F 还应包括哪些？所还应包括哪些？所做的做的额外功还有哪些？你希望额外功额外功还有哪些？你希望额外功大些还是小些？大些还是小些？F(G物物G动动G绳绳 F阻阻)12F=W=Fs(G物物G动动G绳绳F阻阻)2h12=G物物h+G动动h+G绳绳h F

3、阻阻 h 额外功额外功有用功有用功F “做功做功”过程必然伴随着能量的转化过程必然伴随着能量的转化,力做了多少焦的功，就有多少焦的能量发生力做了多少焦的功，就有多少焦的能量发生了转化。了转化。上例中人做功的过程发生了哪些形式的上例中人做功的过程发生了哪些形式的能量转化？总功、有用功和额外功分别与什能量转化？总功、有用功和额外功分别与什么能量相等？你认为可怎样描述机械工作时么能量相等？你认为可怎样描述机械工作时能量的利用能量的利用率？率？滑轮和绳子增加的势能滑轮和绳子增加的势能+热能热能=有用功有用功=额外功额外功人消耗的能量人消耗的能量100%W有用有用W总总=能量的利用能量的利用率，也叫机械

4、效率，用率，也叫机械效率，用表示。即：表示。即：W总总=重物增加的势能重物增加的势能人使用动滑轮或滑轮组将重物升高时，人使用动滑轮或滑轮组将重物升高时，100%W有用有用W总总=机械效率有没有单位？机械效率会等于机械效率有没有单位？机械效率会等于吗？为什么？你认为可从哪些方面提吗？为什么？你认为可从哪些方面提高机械效率（高机械效率（以滑轮组为例）以滑轮组为例）？1 1、尽可能减少额外功、尽可能减少额外功;如如:减小滑轮、绳子自重（如选用密度减小滑轮、绳子自重（如选用密度 较小的材料等）。较小的材料等）。减小滑轮的摩擦力（如加润滑油、减小滑轮的摩擦力（如加润滑油、保持机械清洁等）。保持机械清洁等

5、）。2 2、额外功不变时，增加有用功。、额外功不变时，增加有用功。可以从下面可以从下面2 2个方面个方面提高机械效率：提高机械效率：100%W有用有用W总总=某台起重机的机械某台起重机的机械效率是效率是60%60%，它表示，它表示什么意思？什么意思？使用起重机提升使用起重机提升重物时所做的重物时所做的60%60%的的功用来提升重物，其功用来提升重物，其余的余的4040则因为要克则因为要克服摩擦力、服摩擦力、滑轮和绳滑轮和绳子的重力而被消耗掉。子的重力而被消耗掉。例：用一动滑轮将重例：用一动滑轮将重200 N的砂子提到的砂子提到9 m高的高的 脚手架上，所用力是脚手架上，所用力是120 N，求有

6、用功、，求有用功、总功和机械效率？总功和机械效率？答：答：=83.3%2160 J1800 J=100解：解：依题意得：依题意得：W有用有用=G h=200 N9 m=1800 JW总总=Fs=F2h=120 N29 m=2160 J100%=W有用有用W总总答：答：=1.2 10 4 J60%7200 J=W有用有用=G h=720 N10 m=7200 JW额额=W总总-W有用有用=1.210 4 J-7200 J=4800 J练习练习:课本课本P89P89第第5 5题题解：依题意得：解：依题意得：W总总=W有用有用如果要你将一些重物从地面搬如果要你将一些重物从地面搬到货车上，你会怎样做？

7、到货车上，你会怎样做？方法一：用一块木坂斜放在地面和货车间，方法一：用一块木坂斜放在地面和货车间，搭成一个斜面，然后将重物放在搭成一个斜面，然后将重物放在 斜面上推上去。斜面上推上去。斜面也是一种省力的简单机械，使用斜面也是一种省力的简单机械，使用它时，也同样存在着一个效率高低问题。它时，也同样存在着一个效率高低问题。L Lh hFG要测出斜面的机械效率，需要测出要测出斜面的机械效率，需要测出哪些物理量？需要用什么器材？怎哪些物理量？需要用什么器材？怎样测量？样测量？100%=W有用有用W总总GhFs s100%刻度尺、木块、弹簧测力计、长木板刻度尺、木块、弹簧测力计、长木板实验器材：实验器材

8、：实验示意图：实验示意图：2、量出木块移动的高度、量出木块移动的高度 h1、用弹簧秤测出木块重力、用弹簧秤测出木块重力 G3 3、沿斜面匀速拉动小木、沿斜面匀速拉动小木 块，读出弹簧块，读出弹簧测力计测力计的的 读数读数 F F实验步骤：4、用刻度尺量出木块移动、用刻度尺量出木块移动 的距离的距离s G/N h/m W有用有用/J F/Ns/m W总总/J/%你认为斜面的机械效率可能跟你认为斜面的机械效率可能跟哪些因素有关？请设计实验方案，哪些因素有关？请设计实验方案，检验你的猜测是否正确。检验你的猜测是否正确。100%=W有用有用W总总G物物hFs s100%影响斜面机械效率的可能因素：影响

9、斜面机械效率的可能因素：G物物斜面的倾斜程度斜面的倾斜程度（物体上升的高度（物体上升的高度）斜面的长度斜面的长度探究斜面机械效率影响因素的实验方法：探究斜面机械效率影响因素的实验方法：控制变量法控制变量法1、有用功、有用功2、额外功或无用功、额外功或无用功3、总功、总功即：即：W总总=W有用有用 W额外额外5、提高机械效率的方法：、提高机械效率的方法：（1 1）尽可能减少额外功）尽可能减少额外功;（2 2）额外功不变时，增加有用功。）额外功不变时，增加有用功。100%4、机械效率、机械效率W有用有用W总总=必须做的，对人有用的功，必须做的，对人有用的功，用用W有用有用表示。表示。对人没用，但又

10、不得不做的功，对人没用，但又不得不做的功，用用W额外额外或或W无用无用表示。表示。有用功和额外功的总和，用有用功和额外功的总和，用W总总表示。表示。有用功与总功的比值有用功与总功的比值，用，用表示表示。6、用滑轮组来提升重物：、用滑轮组来提升重物：W有用有用 W总总 （n动滑轮上的绳子段数动滑轮上的绳子段数 h重物提升的高度）重物提升的高度）FG G物物G GF阻F F用滑轮组水平拉动重物：用滑轮组水平拉动重物：W有用有用 W总总（n动滑轮的绳子段数动滑轮的绳子段数 s 重物水平移动的距离）重物水平移动的距离）G物物hF s F n hF阻sF n s7、用斜面来提升重物：、用斜面来提升重物：

11、W有用有用 W总总 （h重物提升的高度重物提升的高度 L重物在重物在斜面上斜面上移动的距离）移动的距离）W总总=W有用有用 即：即：FL=G物物hhG物物FLFG物物G物物hF L若斜面光滑若斜面光滑:注意注意1、机械效率高并不等于省力越多。、机械效率高并不等于省力越多。2、机械效率高并不等于功率大。、机械效率高并不等于功率大。机械效率是指有用功在总功中所占的比例大小，机械效率是指有用功在总功中所占的比例大小，而功率是指做功的快慢。而功率是指做功的快慢。3、使用机械、使用机械不但不但不省功，不省功，反而费功反而费功。但但使用机械使用机械可省力或省距离或方便操作。可省力或省距离或方便操作。8、用

12、杠杆来提升重物：、用杠杆来提升重物：W有用有用 W总总hF sG物物G物物hF s（h h重物提升的高度重物提升的高度 s动力动力F F 移动的距离）移动的距离）6 6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 1。7额外功一定时，总功越少，机械效率越高。额外功一定时，总功越少，机械效率越高。下面说法是否正确？判断依据是什么？下面说法是否正确？判断依据是什么？1 1有用功越多，机械效率越高。有用功越多，机械效率越高。2 2额外功越少，机械效率越高。额外功越少，机械效率越高。3 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 4做总功越多，机械效率越

13、低。做总功越多，机械效率越低。5 5有用功相同，额外功越少，机械效率越高。有用功相同，额外功越少，机械效率越高。【实验目的】1学习安装滑轮组。学习安装滑轮组。2学习测滑轮组的机械效率。学习测滑轮组的机械效率。3学习计算滑轮组的机械效率。学习计算滑轮组的机械效率。一、测滑轮组的机械效率刻刻度度尺尺、钩钩码码、弹弹簧簧测测力力计计、如如右右图图所所示示的的滑滑轮轮组组两两个个、铁铁架架台、长约台、长约2 m2 m的细绳。的细绳。实验器材：GhFs100100%=W有用有用W总总要测出滑轮组的机械效率，需要测要测出滑轮组的机械效率，需要测出哪些物理量？需要用什么器材？出哪些物理量？需要用什么器材？怎

14、样测量？怎样测量？实验步骤：实验步骤：1 1、用弹簧测力计称出钩码、用弹簧测力计称出钩码 的重力的重力G G；2 2、按右图安装滑轮组，记、按右图安装滑轮组，记 下钩码和细绳自由端的下钩码和细绳自由端的 位置；位置；0123456789103 3、匀速拉动弹簧、匀速拉动弹簧测力计测力计使使 钩码升高到某一位置，钩码升高到某一位置，从弹簧从弹簧测力计测力计读出拉力读出拉力F F 的数值的数值;实验装置图实验装置图4 4、用刻度尺测出钩码、用刻度尺测出钩码 上升的高度上升的高度h h和细绳和细绳 自由端通过的距离自由端通过的距离s s，填入记录表格中；填入记录表格中；5 5、算出有用功、总功、算出

15、有用功、总功、机械效率，填入表格中。机械效率，填入表格中。5 5、按右图那样安装滑轮组，重复上述实验操作，、按右图那样安装滑轮组，重复上述实验操作，测出相应数据。测出相应数据。G/Nh/m W有用有用/JF1/Ns/mW总总/J/%猜想：猜想：当物重、斜面长度一定时，斜面的倾斜程当物重、斜面长度一定时，斜面的倾斜程度度越大，越大，斜面机械效率斜面机械效率越高。越高。实验器材：实验器材：设计实验方案：设计实验方案：刻度尺、木块、弹簧刻度尺、木块、弹簧测力计测力计、长木板。、长木板。保持物重、斜面长度一定，改变保持物重、斜面长度一定，改变斜面的倾斜程度（即木块移动的斜面的倾斜程度（即木块移动的高度

16、高度 h h），），沿斜面匀速拉动小木沿斜面匀速拉动小木块，用弹簧块，用弹簧测力计测力计测出拉力测出拉力F F，算出机械效率算出机械效率。3、量出木块移动的高度、量出木块移动的高度 h；1、用弹簧、用弹簧测力计测力计测出木块重力测出木块重力 G；4、沿沿斜面斜面匀速拉动小木块，读出匀速拉动小木块，读出 弹簧弹簧测力计测力计的读数的读数 F；实验步骤：实验步骤：2、用刻度尺量出木块移动的距离、用刻度尺量出木块移动的距离s （即（即斜面的长度）；斜面的长度）；5 5、改变斜面的倾斜程度（即木块移动、改变斜面的倾斜程度（即木块移动 的高度的高度 h h），重复上述步骤），重复上述步骤3 3、4 4；6 6、算出有用功、总功和机械效率、算出有用功、总功和机械效率。实验记录表格：实实验验次次数数斜面斜面倾斜倾斜程度程度木块木块重重G/N木块移木块移动的高动的高度度 h/mW有用有用/J沿沿斜斜面的面的拉力拉力F1/N木块移木块移动的距动的距离离s/mW总总/J/%1较缓较缓2较陡较陡3最陡最陡W有用有用G物物h W总总F s 100%=W有用有用W总总