初二物理第十二章简单机械第三节-机械效率优秀课件

机械效率有什么办法将课室门口的沙子运上教学楼顶楼？思考：你会选哪种方法呢？想想议议123123对沙子做功对桶做功克服重力做功对沙子做功对桶做功对滑轮做功对沙子做功对口袋做功对滑轮做功人提沙子做功1对砂子做功2对桶做功3克服自重做功人拉滑轮做功1对砂子做功2对桶做功3对动滑轮做功人拉滑轮做功1对砂子做功2对口袋做功3对动滑轮做功必须做的功额外做的功有用功：使用机械时对人们有用的功有用W额外功：人们不需要但又不得不做的功额W总功：有用功与额外功的总和，即W总=W有+W额总W一、有用功、额外功、总功请计算出有用功、额外功和总功分别是多少？123123对沙子做功对桶做功克服重力做功对沙子做功对桶做功对滑轮做功对沙子做功对桶做功对滑轮做功600J2520J600J180J600J90J请算出刚才的三种办法中有用功在总功中占的百分比。3120J780J690J123123对沙子做功对桶做功克服重力做功对沙子做功对桶做功对滑轮做功对沙子做功对桶做功对滑轮做功600J2520J600J180J600J90J3120J780J690J19%76%86%二、机械效率1.定义：有用功与总功的比值叫机械效率.总有WW2.表达式:没有！因为有用功总小于总功，所以机械效率总小于1分组讨论：有没有机械效率为100%的机械？为什么？想一想；议一议：用水桶从井中提水的时候，所做的功哪部分是有用功，哪部分是额外功？如果桶掉到井里，从井里捞桶的时候，捞上的桶里带了一些水，这种情况下哪部分是有用功，哪部分是额外功？起重机的机械效率是60%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值是60%，也可以说有用功在总功中占有60%，另外的40％是额外功。一些机械的机械效率：滑轮组：50%－70%起重机：40%－50%一些机械的机械效率：抽水机：60%－80%柴油机：28%－40%FF=G/nS=nh不计绳重摩擦和动滑轮重不计绳重及摩擦不计绳重FSWW有W额W总ηW有=GhW额=0W总=Fs=W有η＝W有用/W总＝Gh/Fs=100%F=(G+G动)/nS=nhW有=GhW额=G动hW总=Fs=Gh+G动hη＝W有用/W总＝Gh/Fs=G/(G+G动)F=F动力S=nhW有=GhW额=w总-w有W总=Fsη＝W有用/W总＝Gh/Fs=G/nF如图所示，已知重物G被提升的高度为h，请填写下表：课前热身注意：所给已知条件不同，所得到的一些推导公式也就不同GhW总=FsG物F拉W有=F拉hW有=G物hSFhGWW物总有GnF如图所示的机械中，用动滑轮重为G动的滑轮组将重为G的物体匀速提升h，不计绳重和摩擦，W有=______，W总=__________，η=____________。Gh(G+G动)hG/(G+G动)不计绳重和摩擦:η=G物G物+G动影响滑轮组机械效率高低的因素总结：若忽略绳重及摩擦可知：①G一定时，G动越大，滑轮组的机械效率η就越小；②G动一定时，G越大，滑轮组的机械效率η就越大。11WGhGGWGhGhGGG有用动动动总F有用功和总功的寻找方法1、W有为滑轮组对物体的拉力所做的功。（一般从滑轮组直接对物体施加的力入手）2、W总为动力对滑轮组所做的功。（一般从动力为人手处入手）FF拉F拉WGhGhGWFsFnhnF有用总2、如图所示，用40N的拉力使物体匀速上升，不计绳重和摩擦，此时整个装置的机械效率是75%.求:(1)物体的重力是多少？(2)若物体的重力变为150N,绳的拉力又是多少？(3)机械效率又是多少？F当堂训练G（1）由题可知物体承担物重的绳子的段数为3，则s绳＝nh物由得nFGFnhGhFsGhWW总有G物1=nη1F拉=3×75%×40N=90N(2)若不计绳重和摩擦，F=1/n(G物1+G动)则，G动=nF拉1－G物1=3×40N－90N=30N当提升150N的重物时，则F拉2=1/n(G物2+G动)=1/3（150N+30N）=60N=150N／150N+30N=83.33％WGhGWGhGhGG有用总动动解：GF当堂训练如图所示的滑轮组匀速提升物体．已知物重G=240牛，手的拉力F=100牛，手上升距离为30厘米,则有用功为多少焦耳?该滑轮组的机械效率为多少?G解:因为h=S=10cm=0.1m13W有=Gh=240N×0.1m=24JW总=FS=100N×0.3m=30Jη==×100%=80%W有W总24J30JF例起重机把质量为0.6t的重物匀速提升了3m，而它的电动机所做的功是34000J，起重机的机械效率是多少？解：m＝0.6t＝600kgG＝m·g＝600kg×9.8N/kg＝5880NW有用＝G·h＝5880N×3m＝17640Jη=W有用/W总＝17640J/34000J＝51.9％一台起重机将重3600N的货物提高4m。如果额外功是9600J，起重机做的有用功是多少？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？解：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W有=Fh=Gh=3600N×4m=14400J=1.44×104J起重机做的总功W总=W有+W额=14400J+9600J=2.4×104J因此，起重机的机械效率η=W有/W额=1.44×104J/2.4×104J=60%4、用一动滑轮将重200N的砂子提到9m高的脚手架上，所用力是120N，求有用功、总功机械效率各是多少？J1800m9N200hGW有%3.83J2160J1800J2160m18N120总有总WWsFW解：5、选择题：正确的是（A）．额外功与总功的比值越大，机械效率越小.（B）．机械效率大的机械一定省力。（C）．机械效率越高，则机械做的有用功越多。（D）．机械做的总功越少，机械效率也越低。（E）．在总功相同时，机械效率高的机械，有用功就越多。（F）．总功是有用功和额外功的总和。AEF影响滑轮组机械效率高低的因素例6、提高滑轮组的机械效率，下列措施正确的是()A.多用几个动滑轮，减小拉力B.增加钩码个数，增大拉力C.减小提升的高度，减小做功D.上述措施都可行B1、如图所示，在水平拉力F作用下，使重40N的物体A匀速移动5m，物体A受到地面的摩擦力为5N，不计滑轮、绳子的重力及滑轮与绳子间的摩擦，拉力F做的功为（）A．50JB．25JC．100JD．200JB当堂训练有用功和总功的寻找例1、如图所示，用滑轮组匀速提升一重100N的重物，所用的拉力F大小为60N.如果物体上升1m，则W总=____J，W有用=____J，η=______，如果不计绳重及绳子与滑轮的摩擦，则动滑轮的重G动=____N.12010083.3%20F拉有用功和总功的寻找例2、如图所示，在50N的水平拉力F作用下,重800Ｎ的物体沿水平地面做匀速直线运动,物体与地面间滑动摩擦力为120Ｎ.则滑轮组的机械效率为；若物体的速度为0.2m/s,则1min内拉力做的功为J．80%18001.下列关于机械效率的说法中正确的是()A.做功多的机械，机械效率一定高B.单位时间内所做的功越多，机械效率越高C.使用任何机械的目的都是为了省功D.使用任何机械，它的机械效率总小于1热身训练D热身训练2、甲乙两机械，甲的机械效率是70％、乙的机械效率是50％，下列说法中正确的是（）A、使用甲机械做功省力B、甲机械做功快C、相同时间内，甲机械完成的功多D、乙机械的额外功在总功中占的比例大。D热身训练3、关于机械效率，下列说法正确的是（）A.有用功越大，机械的机械效率就越高B.额外功越大，机械的机械效率就越低C.总功越大，机械的机械效率就越低D.有用功与总功的比值越大，机械的机械效率就越高D4、用四只完全相同的滑轮和两根相同的绳子组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，不计绳子与滑轮的摩擦（）A、甲较省力且机械效率较高B、乙较省力且机械效率较高C、两个滑轮组省力程度不同，机械效率相同D、两个滑轮组省力程度相同，机械效率不同热身训练CFF热身训练5、如图是某同学在测量滑轮组的机械效率实验的图形，重物的重力为8N，每个滑轮的重力都为1N，不计绳重及绳子与滑轮、滑轮轴之间的摩擦，使用滑轮组使钩码匀速直线上升0.1m，则人的拉力大小为N，有用功为J，额外功为J，机械效率为．F30.80.188.9%F拉实验：测滑轮组的机械效率链接【实验目的】1．学习安装滑轮组。2．学习测滑轮组的机械效率。3．学习计算滑轮组的机械效率。讨论：为得出滑轮组的机械效率，需要求出有用功和总功，为此需要测出哪些物理量？每个量怎样测量？刻度尺、钩码、弹簧秤、滑轮组两个、铁架台、长约2m的细绳。实验器材：使用弹簧测力计时首先要做的是什么呢？用弹簧测力计测钩码的重力你还可以组装成其他的滑轮组！匀速拉动弹簧秤使钩码升高到某一位置处，从弹簧秤读出拉力F的数值钩码上升的高度（h）细绳自由端通过的距离（s）实验步骤：1.照课本图9-30，把滑轮组和刻度尺安装好，测出钩码G的值，并记录表中。2.匀速竖直拉动弹簧测力计，使钩码G上升，读出弹簧测力计所示拉力F的值，从刻度尺读出钩码升高的距离h和弹簧测力计移动的距离S，记录数据在表格中。3.分别算出有用功和总功、机械效率。记录结果。4.再安装另外的滑轮组，再重复上面的实验。1、比较两次两种滑轮组有什么不同？机械效率有何差异？2、分析影响滑轮组机械效率的因素是什么？影响滑轮组机械效率的因素1、滑轮组轮与轴及轮与绳之间的摩擦（减小摩擦可以减少额外功，提高机械效率）2、所提升的物重（物重增加，机械效率也提高）3、动滑轮的自重（减少动滑轮的重力，机械效率也提高）提高滑轮组机械效率的方法：１)、减轻动滑轮自重。２)、增加重物重量。例5、小明在“测滑轮组机械效率”的实验中，用如图甲所示的滑轮组进行了三次试验，试验数据如下表：次数物重G/N物体上升的高度h/cm测力计的示数F/N测力计移动的距离s/cm1632.592652.5173682.524影响滑轮组机械效率高低的因素影响滑轮组机械效率高低的因素（1）分析表中数据，回答以下问题：①表中有一个数据的记录是错误的，错误的数据______________；②第3次实验中滑轮组的机械效率是______；③滑轮组的机械效率与_________________无关；（2）小红在小明实验的基础上多使用了一个滑轮也做了试验，如乙图所示，①小红多使用了一个滑轮，目的是为了改变_________________②当这两位同学使用各自的滑轮组提升相同的重物时，若忽略绳重及摩擦，它们的机械效率______（选填“相同”或“不相同”），理由：____________________________________（3）小刚利用丙图的滑轮组提升同一个重物，若忽略绳重及摩擦，与乙图相比（已知：G丙动＞G乙动)，它的机械效率将______（选填“增大”“减小”或“不变”），理由是：___________________________________17cm（或5cm）80%物体上升的高度拉力的方向相同所做的有用功与总功的比值不变FG甲乙减小所做的有用功与总功的比值减小F丙使用斜面时的省力程度和机械效率跟什么因素有关？2．某斜面长为S，高为h，有一重力为G的物体被拉力F沿斜面从底端匀速移至顶端。若物体所受阻力为f，则此时的有用功为____，总功为____，额外功为____，机械效率为____。GhFSfSFSGh探究:斜面的机械效率1、提出猜想：斜面的机械效率可能和有关。2、参考器材：长木板、小木块、弹簧测力计、刻度尺3、探究过程：⑴组装器材⑵进行实验斜面的坡度⑶分析数据，得到结论链接⑴实验装置：FSh⑵实验过程：①测量小木块的重量，记录数据；③改变斜面的倾斜程度，重复步骤②。②把小木块用弹簧秤沿斜面匀速向上拉；分别记录拉力F、木块沿斜面移动的距离S、木块上升的高度h。⑶注意事项：①要匀速拉动物体