10.5机械效率(沪科版)ppt解析

§10.5机械效率知识回顾2、功的计算式是什么？1、功两个必要因素？一是作用在物体上的力二是物体在力的方向上通过的距离W=F•S或W=G•h小明家住在二楼，买了一些大米，可以直接用手拉到二楼，也可以使用动滑轮，使用动滑轮的作用为了。省力思考：用手直接对大米做功与手对机械做功相等吗？议一议：为什么使用动滑轮后比手要多做功呢？用手直接对大米做功与手对机械做功相等吗？45001800900468019801080机械的三种功要提升G，同时必须将本滑轮也提升。这时要克服滑轮重力和摩擦而额外做功，否则你不能完成任务。本功无利用价值而又不得不做，是额外功。提升重物G是目的，有利用价值，是有用功要实现目的，完成有用功,必须施加动力F对滑轮做功，是总功1、有用功（W有）：对人们有用的功。W有＝Gh－－提升物体做的功2、额外功（W额）：人们不需要但又不得不做的功。3、总功（W总）：有用功与额外功的总和W总＝FS-----（运用机械时动力F所做的功）4、三者关系：W总＝W有＋W额一、有用功、额外功、总功功的种类：1、有用功：对人们有用的功。（1）必须做的功，任何机械都不可减少（2）不使用机械也要做：W有用=W手（3）一般地，水平拉物体：W有用=fs——W有用竖直提物体：W有用=Gh（机械对物体的功、机械克服阻力做功、输出功）2、额外功：对人们无用但不得不做的功。——W额外（1）产生原因：摩擦——W额外=fs（2）实际机械：W额外可以减少，但不能为0理想机械：W额外=0机械自重——W额外=G机h3、总功：有用功和额外功的和。W总=W有用+W额外=W动=Fs（动力做的功、输入功）理想机械：W总=W有用W总W有用理想机械（W总=W有用）（W动）W总W有用实际机械（W总=W有用+W额外）（W动）W额外请计算出有用功、额外功和总功分别是多少？123123对沙子做功对桶做功克服人的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600J2520J600J180J600J90J请算出刚才的三种办法中有用功在总功中占的百分比。3120J780J690J(W有)(W额)(W有)(W有)(W额)(W额)120J2400J120J60J30J60J(W总)(W总)(W总)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600J2520J600J180J600J90J3120J780J690J(W有)(W额)(W有)(W有)(W额)(W额)120J2400J120J60J30J60J(W总)(W总)(W总)19%77%87%你知道生活中有一词吗？♣种子的发芽率、树的成活率♣粉笔利用率、时间的利用率上述的几个“率”=有用的量/总量表示事物某一方面的优劣。二、机械效率1.定义：有用功与总功的比值叫机械效率.额有有总有WW3.表达式:没有！因为额外功总大于0，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？2.物理意义：反映机械性能优劣的物理量.4.机械效率η一般用百分数表示，总小于1，无单位。（理想：η=1）实际：η1效率越大，性能越好5、讨论：提高机械效率η的方法：η＝W总W有用＝W有用+W额外W有用＝1+1W有用W额外（1）W有用与W总比值越大，η越大（2）W额外与W有用比值越小，η越大注意：1--η＝W总W额外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．起重机的机械效率是60%，它表示什么意思？一些机械的机械效率：一些机械的机械效率：抽水机：60%－80%柴油机：28%－40%1．有用功越多，机械效率越高（）2．额外功越少，机械效率越高（）3．物体做功越慢，机械效率越低（）4．做总功越多，机械效率越低（）5.做相同的有用功，额外功越少，机械效率越高（）6．做相同的总功时，有用功越多，机械效率越高（）7．机械效率越高，越省力（）√√×××××请你判断：下面说法中是否正确？用一动滑轮将G=80N的物体提高2m，动力F为50N，求W总，W有用，W额外，η已知：G=80N,F=50N,h=2m求：W总？W有用？W额外？η？解：由分析可知:s=2h=2×2m=4mW总=Fs=50N×4m=200JW有用=Gh=80N×2m=160JW额外=W总-W有用200J-160J=40Jη==×100%=80%W有用W总160J200J三、杠杆的效率：相似总成立：FL动=GL阻（平衡条件）S/h=L动/L阻1、理想：W有用=GhW总=Fs=2、实际：W总=FsW有用=GhW额外=W总--W有用=Fs--Ghη＝FsGh×100%1、某同学用动力臂是阻力臂2倍的杠杆将重400N的三种石头抬高20cm,手向下压的力是220N,手下降的高度是_____cm,人做的功是_____J,有用功是_______J,这根杠杆的机械效率是________.40888090.9%2、已知杠杆全长1.5m，左端挂有200N的重物，右端施加动力150N，动力作用点向下移动0.6m时，阻力作用点上升0.3m，求杠杆的效率。（杠杆匀速转动）已知：G=200N,F=150N,s=0.6m,h=0.3m求：η？解：W总=Fs=150N×0.6m=90JW有用=Gh=200N×0.3m=60Jη==×100%=66.7%W有用W总60J90J探究斜面的机械效率1、提出猜想：斜面的可能和有关。2、参考器材：长木板、小车、弹簧测力计、刻度尺3、探究过程：⑴组装器材⑵进行实验斜面的倾斜程度⑶分析数据，得到结论机械效率四、斜面的效率：⑴实验装置：FSh四、斜面的效率：⑵实验过程：①测量小车的重量，记录数据；③改变斜面的倾斜程度，重复步骤②。②把小车用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉；分别记录拉力F、小车沿斜面移动的距离S、小车上升的高度h。四、斜面的效率：⑶注意事项：①要匀速拉动物体。②拉力要与斜面平行。③及时记录数据。四、斜面的效率：1、理想：W有用=GhW总=FL=2、实际：W总=FLW有用=GhW额外=fLη＝FLGhGNf斜面的摩擦力f的求法:(注意：不等于拉力F）f＝LW额外＝LFL--GhLW总--W有用＝四、斜面的效率：记录表格：斜面倾斜程度小车重量G/N斜面高度h/m拉力F/N斜面长s/m有用功W有/J总功W总/J机械效率℅较缓50230510015050%较陡502403.510014071.43%很陡502452.5100112.588.88%结论：光滑程度相同的斜面，斜面越倾斜，越费力，机械效率越高四、斜面的效率：讨论如果斜面越粗糙呢？四、斜面的效率：分析：当斜面长度、高度、物重都相同时，斜面越粗糙，摩擦力越大，拉力越大，总功越大，有用功不变，机械效率越低结论：斜面越粗糙，机械效率越低影响斜面机械效率的因素有两点斜面的倾斜程度斜面的光滑程度斜面越倾斜,机械效率越高斜面越光滑,机械效率越高四、斜面的效率：1、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____。GhFSfSFSGh2、一斜面高1m，长5m，用25N的拉力将重100N的物体匀速拉到顶端，求机械效率和斜面的摩擦力。已知：G=100N,F=25N,L=5m,h=1m求：η？,f?解：W总=FL=25N×5m=125JW有用=Gh=100N×1m=100Jη==×100%=80%W有用W总100J125Jf＝LW额外＝LFL--GhLW总--W有用＝＝5m125J—100J＝5m25J=5N五、滑轮组的效率：总成立：S=nhVF=nVG1、理想：F=G/nW有用=GhW总=FS=（一）竖直拉：五、滑轮组的效率：2、实际（一般忽略摩擦，只考虑G动）W总=FS=W有用=GhW额外=G动hF=G+G动/nG+G动n×nh=Gh+G动hη＝W总W有用＝1+1GG动＝Gh+G动hGh＝G+G动G结论：动滑轮重一定，物重越大，机械效率越高机械效率有用功W有用（J）鈎码上升高度h（m)鈎码重G(N)总功W总J拉力移动距离S（m)拉力F（N）0.51.00.10.32.00.10.90.30.150.10.270.266.7%74.1%4.04.01.51.20.10.10.30.50.40.40.450.6088.9%66.7%结论：物重一定，动滑轮越重，机械效率越低说明：（1）滑轮组的η与绕线方式无关；（2）G动一定时，物体的G越大，η越高；B、同一滑轮组提的重物越重，η越高；A、同一滑轮组（机械）的η不是固定不变的；（3）G一定时，G动越大，η越低；（同一重物，动滑轮越轻，η越高）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24J30JF1、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：（二）水平拉力：总成立：SF=nS物VF=nV物W有用=fS物W总=FSF（二）水平拉力：W额外=FSF--fS物1、使用如图所示的滑轮组拉动重物A，已知拉绳子的拉力F=1200N，若此时滑轮组的效率是85%，试计算重物A与水平地面的摩擦力。已知：F=1200N,η=85%,n=4求：f？解：因为η＝W总W有用＝FsfL＝FnLfL＝Fnf所以f=ηFn=85%×1200N×4=4080N起重机的机械效率一般为40-50℅滑轮组的机械效率一般为50-70℅抽水机的机械效率为60-80℅提高机械效率,更充分的发挥设备的作用,有着重要的经济意义该如何提高机械效率呢小结：1、有用功、额外功、总功2、机械效率3、杠杆的机械效率总有WW4、斜面的机械效率与坡度有关5、滑轮组的机械效率谢谢！