《机械效率》ppt课件

要把重100N的沙子运上三楼。下图画了三种办法。同学们讨论一下：哪种办法最好，哪种办法最不好，为什么？学生讨论返回主页学生讨论•对砂子做功•对空桶做功•克服自身重力做功并不需要做但又不得不做的功对人们有用必须做的功3m3m方法1他的目的是：把沙子运上三楼手提水桶提沙子一、有用功和额外功1.有用功（W有）：为了达到工作目的，必须做的功2.额外功（W额）：为了达到工作目的，并非我们所需要但又不得不做的功3.总功（W总）：动力所做的所有功即有用功与额外功的总和W总=W有+W额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?提水所做的功是有用功;提水桶所做的功是额外功。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?提水桶所做的功是有用功;提水所做的功是额外功。想一想；议一议：•对砂子做功•对空桶做功•对动滑轮做功W有议一议：方法2：方法3：}W额}W总•对砂子做功•对口袋做功•对动滑轮做功W有}W额}W总另两种提沙方法中做的有用功、额外功、总功分别是哪些？方法2方法3动滑轮提水桶提沙子动滑轮提口袋提沙子理解机械的三种功GF要提升G，同时必须将动滑轮也提升。这时，你要克服动滑轮重力和摩擦而额外做功，否则你不能完成任务。这部分功无利用价值而又不得不做，是额外功。提升物体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，动力所做的是总功如：用竖直方向上的滑轮提升物体G无论采取那种方法都必须做的功。即：为达到目的所必须做的功。（1）举高重物时：W有用=G物·hW有=f摩擦·S物（2）在粗糙水平面上移动物体时：有用功并非人们需要但又不得不做的功（1）克服机械自重做功：W额外=G动滑轮·h使用动滑轮或滑轮组时：（2）克服机械间的摩擦做功：使用斜面时：W额外=f摩擦·L额外功动力对机械所做的功.有用功和额外功的和等于总功。W总=W有用+W额外公式（1）：公式（2）：W总=F动力·S动力作用在机械上的动力动力作用点移动的距离总功W有1=G沙h三种提沙方法中的W有、W额、W总分别为多少？方法2：方法3：W额1=（G桶+G人）hW总1=（W有1+W额1）方法1：=100N×6m=600J=(20N+400N)×6m=2520J=3120JW有2=G沙h=600JW额2=（G桶+G轮）hW总2=（W有2+W额2）=(20N+10N)×6m=180J=780JW有3=G沙h=600JW额3=（G袋+G轮）hW总3=（W有3+W额3）=(5N+10N)×6m=90J=690J3m3m沙子重100N桶重20N体重400N口袋重5N动滑轮重10N方法2方法1方法3算一算：二、机械效率（1）机械效率通常用百分数表示，没有单位.1.定义：有用功跟总功的比值叫机械效率（η）（2）机械效率总小于1.（因为有用功总小于总功）2.公式：100总有用WW%3.特点：总额外总三种提沙方法中的机械效率η分别为多少？W有1=G沙h方法2：方法3：W额1=（G桶+G人）hW总1=（W有1+W额1）方法1：=100N×6m=600J=(20N+400N)×6m=2520J=3120JW有2=G沙h=600JW额2=（G桶+G轮）hW总2=（W有2+W额2）=(20N+10N)×6m=180J=780JW有3=G沙h=600JW额3=（G袋+G轮）hW总3=（W有3+W额3）=(5N+10N)×6m=90J=690Jη1=W有1W总1=}600J3120J=19.2%η2=W有2W总2}=600J780J=76.9%η3=W有3W总3}=600J690J=87.0%再算算：有用功相同，额外功越少机械效率越高5、机械效率公式：总有用WW动力动力物SFhG额外有用有用总额外总SFSf动力物提升移动起重机的机械效率是60%它表示什么意思？1.使用起重机提升重物时所做的有用功跟总功的比60%2.也可以说有用功在总功中占有60%，另外额外功占40％4.机械效率的意义有用功所占总功的比例越大，机械效率越高。机械效率与是否省力.功率大小.提升高度.绳子的绕法.做功的多少无关。例1.用一动滑轮将货物400N的货物匀速提到高2m，所用拉力是250N，求有用功、额外功.总功和动滑轮的机械效率各是多少？分析：使用动滑轮省了力，却费了距离，货物提高2m，绳子的自由端拉力通过的距离为4m，已知：G=400Nh=2mS=4mF=250N求：W有W额W总ηJ800m2N400hGW有解：sFW总J1000m4N250W额=W总—W有=1000J－800J=200J三.例题%80J1000J800总有WW例2.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：已知：G=200Nh=9mS=18mF=120N请你判断：1.下面说法中是否正确？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（）√√×××××练习2.一台起重机将重600N的货物提高4m.如果额外功是9600J，起重机的有用功是多少？总功是多少？机械效率是多少？练习已知：G=-----Nh=---mW额=-------J求：W有W总η解：W总=W额+W有=hGW有100总有用WW%=1．如图所示，建筑工地上，工人用一个动滑轮将重720N的重物匀速提升5m，工人所用拉力为450N，求：（1）工人做的总功（2）该动滑轮的机械效率（３）不考虑摩擦，求动滑轮的重（４）提升的物体重为９００Ｎ，该动滑轮的机械效率为多少？F甲GF乙G甲乙2.用它们分别将重相同的甲、乙两物体匀速提升相同的高度，所用的拉力分别为F甲、F乙，它们的机械效率分别为η甲、η乙。则F甲_____F乙η甲_____η乙（选填“＞”、“＜”或“＝”）探究动滑轮的机械效率一、影响动滑轮的机械效率的因素减轻动滑轮自重减小滑轮转轴间的摩擦力增加提升的物重。减轻绳重二、如何提高动滑轮的机械效率1、动滑轮自重、滑轮摩擦、绳重2、提升的物体重力滑轮组的机械效率与提升的高度、绳子的股数无关。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？弹簧测力计、刻度尺、钩码、滑轮组两个、铁架台、长约2m的细绳。实验器材：实验探究：滑轮组的机械效率总是一定的吗？重力G、拉力F、绳子移动距离S、重物上升高度h原理：η=W有用/W总对物体做功为有用功：W有用=Gh(提重物)=fs物（水平移动物体）拉力做的功为总功：W总=Fs在测定滑轮组机械效率的实验中：⑴根据的原理是_____________。⑵实验中需要的测量工具有________和____________。⑶需要直接测量的物理量有：绳端的拉力F、___________、__________和______________。⑷注意事项：实验时拉力的方向应尽量________，且应在钩码__________的过程中读取拉力的大小。η=W有／W总刻度尺弹簧测力器物体重G物体上升距离h绳自由端移动距离S竖直向上匀速移动同一滑轮组提不同的重物，机械效率是否相同？实验数据：机械效率有用功W有用（J）鈎码上升高度h（m)总功W总J拉力移动距离S（m)鈎码重G(N)0.51.00.10.32.00.10.90.30.150.166.7%0.270.274.1%拉力F（N）使用相同的滑轮组提升不同的物体时，物体越重,则机械效率越高。不同滑轮组，提相同的重物，机械效率是否相同？4.04.01.51.20.10.10.30.50.40.40.450.6088.9%66.7%提升相同的物体，动滑轮越重，则机械效率越低。结论:1、使用相同的滑轮组提升不同的物体时，物体越重,则机械效率越高。2、提升相同的物体，动滑轮越重，则机械效率越低。思考题：如果没有刻度尺，不能测量h和s，还能否测滑轮组的机械效率？斜面也是经常使用的省力机械，那么，斜面的机械效率要与什么因素有关呢？猜想：斜面的粗糙程度，斜面的倾斜程度，物体的重力探究:斜面的机械效率1.把物体拉上斜面时,额外功是什么?(克服物体与斜面之间的摩擦力而做功)2.探究一下光滑程度一样的斜面,当它的倾斜程度不同时斜面的机械效率是否相同.请思考:1.怎样计算总功?W总=FS2.怎样计算有用功?W有用=Gh3.实验中需要测量哪几个物理量?改变木板的倾斜程度,再测量两次斜面的机械效率实验前请猜想:1.你认为省力多少与斜面的倾斜程度有什么关系?2.斜面的机械效率与它的倾斜程度有什么关系?最陡较陡较缓机械效率总功W总/J有用功W有/J斜面长s/m沿斜面拉力F/N斜面高度h/m小车重量G/N斜面的倾斜程度5.05.05.00.50.50.50.10.150.251.62.23.10.50.751.250.81.11.5563%68%81%光滑程度相同的斜面，越平缓越省力，机械效率越低。斜面的机械效率与1、斜面的粗糙程度有关：同一斜面，拉同一物体，斜面越粗糙，拉力越大，效率越低；2、斜面的倾斜程度有关：粗糙程度相同，拉同一物体，斜面越陡（倾角越大），拉力越大，效率越高；3、所拉物体的重力有关：提高滑轮组机械效率的途径：主要从减小额外功入手，额外功主要包括：由于机械本身的重力和机械之间的摩擦使在使用机械时多做了功。1、改善机械的结构，减轻机械本身的重力2、加强润滑，减小机械间的摩擦提高机械效率的意义：减小额外功，在有用功相同时，从而减小总功，节约能量。1、下列有关机械效率的概念的叙述中正确的是（）A、机械效率越大，做功越快B、做有用功越多时，机械效率越大C、机械效率越大，又省力又省功D、机械效率越大，有用功占总功的比值越大D2、小均用动滑轮将质量为40kg的货物匀速提高了5m，他用250N的拉力拉了10s，下列说法正确的是：()（g取10N/kg）A．有用功为200JB．额外功为500JC．动滑轮的机械效率为75%D．小均的功率为200WB3、使用机械效率高的机械比效率低的机械相比，下列说法正确的是（）A.更省力B.更省距离C.功率更高，节约时间D.有用功相同时更省功，节约能量E.使用更方便D2.如图所示，为使重为1500N的物体匀速移动到长100m斜面的顶端，若斜面的高为10m.如果不计摩擦，需要的推力是多大？若实际需用180N的推力，则这个斜面的机械效率是多少？摩擦力是多大？GFLh5、如图所示，某人用一个滑轮组站在地面上把500N的货物经5s提高了2m，所用的力是300N。求（1）这个人做功是多少？（2）这个滑轮组的机械F效率是多少？探究动滑轮的机械效率一、影响动滑轮的机械效率的因素减轻动滑轮自重减小滑轮转轴间的摩擦力增加提升的物重。减轻绳重二、如何提高动滑轮的机械效率1、动滑轮自重、滑轮摩擦、绳重2、提升的物体重力滑轮组的机械效率与提升的高度、绳子的股数无关。如何提高动滑轮的机械效率减轻动滑轮自重减小滑轮转轴间的摩擦力提高提升的物重。减轻绳重方法一方法二知识小结一、机械的三种功：有用功——有利用价值的功。总功——动力对机械所做的功。额外功——对人们无利用价值而又不得不做的功。额外有用总二、机械效率：1、定义：有用功与总功的比值。FsGh额外有用有用总有用公式%100:2、公式讨论：1)(0所以实际存在额外W