第4节 简单机械4 机械效率

第4节简单机械（四）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。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练习：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：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（）√√×××××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