机械效率37-人教版优秀课件.ppt

1、12.3 12.3 机械效率机械效率 （需（需1 1课时）课时）直接提升物体做功，与使用机械提升物体做直接提升物体做功，与使用机械提升物体做功相同吗？功相同吗？提出问题：提出问题：提出问题提出问题G/Nh/mW直直/JF/Ns/mW机机/J20.10.21.20.20.24结论：使用动滑轮比直接提升物体不省功。结论：使用动滑轮比直接提升物体不省功。推论：使用任何机械不省功。推论：使用任何机械不省功。实验收据分析实验收据分析有用功：直接对物体所做的功（工作目的）有用功：直接对物体所做的功（工作目的）总功：利用机械所做的功（实际付出）总功：利用机械所做的功（实际付出）额外功：由于机械自重和摩擦等因

2、素影响，额外功：由于机械自重和摩擦等因素影响，而不得不做的功（无用付出）。而不得不做的功（无用付出）。一、三种功一、三种功1 1、有用功（、有用功（W W有有）：）：对人们有用的功。对人们有用的功。计算计算:提升物体（克服物重做功）：提升物体（克服物重做功）：W W有有GhGh 水平匀速（克服摩擦做功）：水平匀速（克服摩擦做功）：W W有有fSfS2 2、额外功（、额外功（W W额额）：）：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。计算：计算：提升物体（只计动滑轮重）：提升物体（只计动滑轮重）：W W额额G G动动h h 斜斜 面（克服摩擦做的功）：面（克服摩擦做的功）：W W额

3、额fLfL3 3、总功（、总功（W W总总）：）：有用功与额外功的总和有用功与额外功的总和 （运用机械时动力（运用机械时动力F F所做的功）。所做的功）。计算：计算：滑轮组：滑轮组：W W总总FSFS F=(G+G F=(G+G动动)/n S=nh)/n S=nh；斜斜 面：面：W W总总 FLFL4 4、三者关系：、三者关系：W W总总 W W有有 W W额额你会选哪种方法呢？你会选哪种方法呢？应用应用分析分析人提沙子做功人提沙子做功1.对砂子做功2.对桶做功3.克服自重做功人拉滑轮做功人拉滑轮做功1.对砂子做功2.对桶做功3.对动滑轮做功人拉滑轮做功人拉滑轮做功1.对砂子做功2.对口袋做功

4、3.对动滑轮做功人提沙子做功人提沙子做功1对砂子做功2对桶做功3克服自重做功人拉滑轮做功人拉滑轮做功1对砂子做功2对桶做功3对动滑轮做功人拉滑轮做功人拉滑轮做功1对砂子做功2对口袋做功3对动滑轮做功600J2520J600J180J600J90J3120J780J690J讨论：你希望额外功多些还是少些呢？讨论：你希望额外功多些还是少些呢？砂子重：砂子重：100N 100N 人重：人重：400N 400N 桶重：桶重：20N 20N 动滑轮重：动滑轮重：10N 10N 口袋重：口袋重：5N 5N 地面到三楼高：地面到三楼高：6 m 6 m 120J2400J120J30J60J60J600J/3

5、120J=1.9%600J/780J=76.9%600J/690J=86.9%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有用功相同有用功相同 在使用机械工作时，有用功在总功中所占份额越多越在使用机械工作时，有用功在总功中所占份额越多越好。它反映了机械的一种性能，物理学中表示为机械效率好。它反映了机械的一种性能，物理学中表示为机械效率二、机械效率：二、机械效率：1.1.定义：定义：有用功跟总功的比值。有用功跟总功的比值。2.2.公式：公式：3.3.用百分数表示用百分数表示。总小于。总小于1 1。%100总有用WW 4.4.理解：理解：a:a:常用

6、百分数表示；常用百分数表示；b:b:小于小于100%100%；c:c:没有单位。没有单位。使用起重机提升重物时所做的有用功跟总使用起重机提升重物时所做的有用功跟总功的比值是功的比值是60%60%，也可以说有用功在总功中占有，也可以说有用功在总功中占有60%60%，另外的，另外的4040是额外功是额外功起重机的起重机的机械效率机械效率是是60%60%，它，它表示什么表示什么意思？意思？1.1.用水桶从井中提水时，用水桶从井中提水时，所做的有用功是所做的有用功是 ，额外功是额外功是 ，总功是总功是 ；2.2.如果桶掉到井里，从井里捞桶时，如果桶掉到井里，从井里捞桶时，有用功是有用功是 ，额外功是额

7、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做的功拉力所做的功判断正误判断正误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，机械效率越低做总功越多，机械效率越低 ()()5 5做相同的有用功，额外功越少，机械效率越高做相同的有用功，额外功越少，机械效率越高()()6 6做相同的总功时，有用功

8、越多，机械效率越高做相同的总功时，有用功越多，机械效率越高()()7 7用不同的滑轮组，做的有用功相同时，机械效率一定用不同的滑轮组，做的有用功相同时，机械效率一定 相同相同 ()()8 8因有用功总小于总功，所以机械效率总小于因有用功总小于总功，所以机械效率总小于1()1()9 9做的额外功一定时，总功越少，机械效率越高做的额外功一定时，总功越少，机械效率越高()()1010有用功在总功中占的比例越大，机械效率越高有用功在总功中占的比例越大，机械效率越高()()例例1 1：如图，忽略绳重和摩擦，用拉力如图，忽略绳重和摩擦，用拉力F F拉着拉着10 N10 N的重物匀的重物匀速上升，绳子自由端

9、移动速上升，绳子自由端移动1 m1 m，动滑轮重力，动滑轮重力2 N2 N，求：（求：（1 1）拉力）拉力F F；（；（2 2）物体上升的距离；）物体上升的距离；（3 3）有用功，总功，机械效率。）有用功，总功，机械效率。练一练练一练 n n =2 S2 S =1m1m(2)h=S/n=1m/2=0.5m(2)h=S/n=1m/2=0.5m解：解：(1)F=(1)F=（G+GG+G动动）/n=(10N+2N)/2=6N/n=(10N+2N)/2=6N(3)W(3)W有有=Gh=10N=Gh=10N0.5m=5J;0.5m=5J;W W总总=FS=6N=FS=6N1m=6J;1m=6J;=W=W

10、有有/W/W总总100 100 83.3 83.3=5N/6N=5N/6N100 100 FSGhFnhGhnFG=例例2 2：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,将将一个重为一个重为180N180N的物体匀速举高的物体匀速举高1m1m，绳重、摩擦不计。，绳重、摩擦不计。求求:(1)W:(1)W总总=？(2)W(2)W有有=？(3)W (3)W额额=?(4)=?(5)G=?(4)=?(5)G动动=?=?GF.(1)W(1)W总总=FS=80N=FS=80N3m=240J;3m=240J;(2)W(2)W有有=Gh=180N=Gh=180

11、N3m=180J;3m=180J;(3)W(3)W额额=W=W总总-W-W有有 =60J;=60J;(4)(4)=W=W有有/W/W总总100 100(5)G(5)G动动 =nF-G=nF-G =3 =380n-180N80n-180N =60N =60N。n n =3 3 S=nh=3 S=nh=31m=3m1m=3m解：解：=75=75;=180N/240N=180N/240N100 100 例例3 3：小明用小明用100N100N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2m2m，杠杆的另一端将杠杆的另一端将320N320N的重物提高了的重物提高了0.5m0.5m，他做

12、的有用功是，他做的有用功是多少？总功是多少？杠杆的机械效率是多少？多少？总功是多少？杠杆的机械效率是多少？解：解：(1)W(1)W有有=Gh=320N=Gh=320N0.5m=160J;0.5m=160J;(2)W(2)W总总=FS=100N=FS=100N2m=200J;2m=200J;(3)(3)=W=W有有/W/W总总100 100=80=80;=160N/200N=160N/200N100 100 G=G=320N h=0.5m F=100N S=2m320N h=0.5m F=100N S=2m12.3 12.3 机械效率机械效率 （需（需2 2课时）课时）开发区黄陵中学：肖军开发区

13、黄陵中学：肖军2013.5.302013.5.301.1.器材：器材：刻度尺、测力计、铁架台、滑轮、细线、钩码刻度尺、测力计、铁架台、滑轮、细线、钩码2.2.原理：原理：3.3.测量的物理量：测量的物理量：物重物重G G 物体上升高度物体上升高度h h 拉力拉力F F 拉力移动的距离拉力移动的距离S S4.4.注意事项：注意事项：应在应在竖直竖直方向上方向上匀速匀速拉动拉动5.5.影响影响的因素：的因素：a.a.其他不变，若绕绳方向变化，其他不变，若绕绳方向变化，则则不变；不变；b.b.物重不变，若动滑轮个数增加，则物重不变，若动滑轮个数增加，则减小；减小；（G G动动）c.c.装置不变，若物

14、重增加，则装置不变，若物重增加，则增加增加（G G物物）。%100总有用WW三、测滑轮组的机械效率：三、测滑轮组的机械效率：FG/N h/mF/N s/mW有有/JW总总/J123F实验实验1 1：保持动滑轮重一定，改变钩码重力。保持动滑轮重一定，改变钩码重力。结论：结论：动滑轮重动滑轮重一定一定,物重物重越大越大，机械效率，机械效率越高越高。G/Nh/m F/N s/m W有有/J W总总/J12实验实验2 2：保持钩码重力一定，改变动滑轮重。保持钩码重力一定，改变动滑轮重。结论：结论：物重物重一定，动滑轮一定，动滑轮越重越重，机械效率，机械效率低低。FF 四、影响滑轮组机械效率的因素四、影

15、响滑轮组机械效率的因素1 1、摩擦、绳重（轮与轴及轮与绳之间）、摩擦、绳重（轮与轴及轮与绳之间）（减小摩擦可以减少额外功，提高机械效率）（减小摩擦可以减少额外功，提高机械效率）如：加强机械运动部位的润滑、采用轻质细绳如：加强机械运动部位的润滑、采用轻质细绳2 2、物重、物重 （物重增加，机械效率也提高）（物重增加，机械效率也提高）3 3、动滑轮重、动滑轮重 （动滑轮重减小，机械效率也提高）（动滑轮重减小，机械效率也提高）FSGhFnhGhnFG=关于测量滑轮组机械效率的几点说明：关于测量滑轮组机械效率的几点说明：=1 1、在测滑轮组的机械效率时，可以不测量、在测滑轮组的机械效率时，可以不测量S

16、 S和和h;h;2 2、若不考虑绳重和摩擦，只计动滑轮重量时：、若不考虑绳重和摩擦，只计动滑轮重量时：F=(G+GF=(G+G动动)/n)/n=nFGG+GG+G动动G G=nFG即：即：即：即：=G+GG+G动动G G1 1图图为测量滑轮组机械效率的实为测量滑轮组机械效率的实验装置，钩码总重验装置，钩码总重6 N6 N。（1 1）实验时要竖直向上）实验时要竖直向上_拉动弹簧测力计，由图可知拉力拉动弹簧测力计，由图可知拉力大小为大小为_N_N，若钩码上升的，若钩码上升的高度为高度为8cm,8cm,则弹簧测力计向上移动则弹簧测力计向上移动_cm,_cm,该滑该滑轮组的机械效率为轮组的机械效率为_

17、。（2 2）若仅增加钩码的个数，该滑轮组有机械效率）若仅增加钩码的个数，该滑轮组有机械效率将将_（选填：（选填：“增大增大”、“减小减小”或或“不不变变”）匀速匀速2.42483.3%增大增大练一练练一练2 2在在“测滑轮组机械效率测滑轮组机械效率”的实验中，用同一滑轮组进的实验中，用同一滑轮组进行两次实验，实验数据如下表：行两次实验，实验数据如下表：此实验所用滑轮的个数至少是此实验所用滑轮的个数至少是_个，其中动滑轮有个，其中动滑轮有_个。个。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_，第二次，第二次实验时滑轮组的机械效率实验时滑轮组的机械效率_第一次的机械效率（选填

18、第一次的机械效率（选填“大于大于”、“小于小于”或或“等于等于”）次次数数钩码重钩码重/N钩码上升高钩码上升高度度/cm弹簧测力计弹簧测力计示数示数/N弹簧测力计移弹簧测力计移动距离动距离/cm12100.8402551.5203262.5%大于大于五、斜面五、斜面W W有有GhGhW W总总 FLFL%100总有用WW探究：斜面的机械效率与斜面的倾角的关系探究：斜面的机械效率与斜面的倾角的关系你认为要测量哪些物理量？你认为要测量哪些物理量？实验中要注意什么问题？实验中要注意什么问题？运用了什么研究方法？运用了什么研究方法？斜面的倾角可调节斜面的倾角可调节记录表格：记录表格：斜面的斜面的倾斜程

19、倾斜程度度木块重木块重G/N斜面高斜面高度度h/m沿斜面沿斜面拉力拉力F/N斜面长斜面长s/m有用功有用功W有有/J(Gh)总功总功W总总/J(FS)机械效机械效率率较缓较缓较陡较陡最陡最陡 结论：（影响斜面机械效率的因素）结论：（影响斜面机械效率的因素）1.1.斜面的斜面的倾斜程度倾斜程度（光滑程度一样的斜面，倾斜程度越大，机械效率越高）（光滑程度一样的斜面，倾斜程度越大，机械效率越高）2.2.斜面的斜面的粗糙程度粗糙程度（倾斜程度一样的斜面，斜面越光滑，机械效率越高）（倾斜程度一样的斜面，斜面越光滑，机械效率越高）0.061.71.71.70.10.140.40.50.60.820.820

20、.820.10.170.240.330.410.4930 4149 1.1.测滑轮组机械效率的实验中，需要测滑轮组机械效率的实验中，需要测量的测量的物理量物理量是是 、。计算机械效率的表达。计算机械效率的表达式是式是 。如果没有刻度尺，计算机。如果没有刻度尺，计算机械效率的表达式是械效率的表达式是 。2.2.影响滑轮组机械效率大小的因素是：装置相同时，影响滑轮组机械效率大小的因素是：装置相同时，滑轮组机械效率越大；重物相同时，滑轮组机械效率越大；重物相同时，动滑轮个数越少，机械效率越动滑轮个数越少，机械效率越 。另外滑轮组机。另外滑轮组机械效率还与械效率还与 有关。有关。3.3.用一滑轮组将一

21、重为用一滑轮组将一重为2240N2240N的货物匀速提起，所用向上的货物匀速提起，所用向上的拉力为的拉力为800N800N，不计阻力，此时机械效率为，不计阻力，此时机械效率为7070，则滑，则滑轮组应由轮组应由 ()()A 2A 2个定滑轮、个定滑轮、3 3个动滑轮组成个动滑轮组成B 2B 2个定滑轮、个定滑轮、2 2个动滑轮组成个动滑轮组成C 1C 1个定滑轮、个定滑轮、2 2个动滑轮组成个动滑轮组成 D 1D 1个定滑轮、个定滑轮、1 1个动滑轮组成个动滑轮组成物重越大物重越大 nGFFnGWWsFWFsGhJ2160m18N120总有总nGFFnGWWs FW FsGhJ2160m18N

22、120总有总nGFFnGWWs FW FsGhJ2160m18N120总有总nGFFnGWWsFWFsGhJ2160m18N120总有总高高C C N=G/fN=G/f =2240N/=2240N/（0.70.7800N800N）=4 =4摩擦及绳重摩擦及绳重 4.4.如下图所示，用滑轮组拉动物体由如下图所示，用滑轮组拉动物体由A A到到B B，物体前进了一，物体前进了一 段距离段距离S S。要拉动物体，必须克服物体与支持面间的摩。要拉动物体，必须克服物体与支持面间的摩 擦力，所以克服支持面与物体间的摩擦力做的功，就是擦力，所以克服支持面与物体间的摩擦力做的功，就是 有用功。动力有用功。动力F

23、 F（即拉力）做的功是总功。而克服绳与（即拉力）做的功是总功。而克服绳与 滑轮间的摩擦力做的功是额外功。滑轮间的摩擦力做的功是额外功。通过以上两个实例请你考虑：有人说，有用功就是通过以上两个实例请你考虑：有人说，有用功就是G Gh h（G G是物重，是物重，h h是物体升高的距离）。这种说法对吗？有人认是物体升高的距离）。这种说法对吗？有人认为，只要是克服摩擦力做功，一定是无用功（额外功），为，只要是克服摩擦力做功，一定是无用功（额外功），这种认识错在哪里？这种认识错在哪里？5.5.用用 6m6m长的木板把长的木板把20002000牛的物体推到牛的物体推到 1.5m1.5m高的汽车上，高的汽车

24、上，如果没有摩擦，推力为如果没有摩擦，推力为 N N，而实际推力为，而实际推力为800N800N，那么有用功为那么有用功为 J,J,总功是总功是 J J，此斜面的机，此斜面的机械效率是械效率是 ，斜面摩擦力为，斜面摩擦力为 N N。5003000 4800 62.5%六、补充：求滑轮组绳端拉力六、补充：求滑轮组绳端拉力F F的方法的方法1 1、不计绳重与摩擦：（只计动滑轮重量）、不计绳重与摩擦：（只计动滑轮重量）F=F=（G+GG+G动动）/n/n2 2、无任何条件：、无任何条件：nGFFnGWWsFWFsGhJ2160m18N120总有总nGFFnGWWs FW FsGhJ2160m18N1

25、20总有总300f=(FL-Gh)/Lf=(FL-Gh)/L =(800N =(800N6m-2000N6m-2000N1.5m)1.5m)=300N =300NFLFL =GhGh +fLfL课堂小结课堂小结有用功有用功总功总功额外功额外功机械效机械效率概念率概念机械效机械效率测定率测定94.每一天为明天。82.既然选择远方，就注定风雨兼程。92.为了成材，松树从不向四季如春的温室外献殷勤。30.你既然认准一条道路，何必去打听要走多久。41.过去的已经一去不复返了，再怎么悔恨也是无济于事。未来的还是可望而不可及，再怎么忧虑也是会空悲伤的。今天心今日事和现在人，却是实实在在的，也是感觉美好的。11.每个女人都希望男人把她当做唯一，而不是二选一。85.胸有凌云志，无高不可攀。3.不怕万人阻挡，只怕自己投降。75.驾驭命运的舵是奋斗，不抱有一丝幻想，不放弃一点机会，不停止一日努力。97.天下没有不可能的事，只要你有信心、有勇气，腔子里有热血，灵魂里有真爱。34.当你认为自己倾尽全力时，往往才是别人的起点。34.星星使天空绚烂夺目；知识使人增长才干。8.激流勇进者方能领略江河源头的奇观胜景。32.如果你是野花，没人欣赏，你也要芬芳；如果你是小草，即使践踏，你也要成长。58.离开奋斗的沃壤，天赋的种子便寻不到春华秋实的前程。10.如果你想攀登高峰，切莫把彩虹当作梯子。