2018_2019学年高中物理第1章功和功率第4节人与机械课件鲁科版必修.pptx

第4节 人与机械,一、功率与机械效率 阅读教材第1617页“功率与机械效率”部分，知道机械效率的概念，知道功率和机械效率的区别。,2.功率和机械效率：两者是从不同方面反映机械性能的两个物理量，它们之间没有必然联系，功率大，表示机械_；机械效率高，表示机械对总能量的_ 。,有用功,总功,有用功率,等于1,小于1,有效,做功快,利用率高,思维拓展 如图1所示，一级方程式赛车装备了强大的发动机，其功率最大可达900马力(合662千瓦)，车速最高可达370千米/小时。赛车的功率大，说明什么问题？功率大，效率一定高吗？,图1,答案 功率大说明机械做功快，这是车速快的动力来源，但机械效率不一定高，因为有用功占总功的比例不一定大。,二、机械的使用 阅读教材第1718页“机械的使用”部分，了解机械的使用目的及发展趋势。,做功,有效,智能化,思考判断 (1)机械通常都应工作在额定功率下，不能长时间超过额定功率工作。( ) (2)有用功越大，机械效率越高。( ) (3)使用机械能省功，也能提高工作效率。( ) (4)提高机械的机械效率就能提高机械做功的功率。( ) (5)任何实际机械的机械效率都不会大于1。( ) 答案 (1) (2) (3) (4) (5),对功、功率及机械效率的理解,要点归纳 1.功,2.机械效率与功率的比较,精典示例 例1 如图2所示，某工人用滑轮组往3 m高的平台上运送沙土，已知沙土的质量为40 kg，箱子与动滑轮共重100 N，不计绳重和摩擦，工人匀速拉动绳索。则此过程中工人做的有用功是多少？此滑轮组的机械效率是多大？(g取10 m/s2),图2,解析 工人做的有用功就是克服沙土重力所做的功：W有用mgh40103 J1 200 J。 工人做的总功就是克服沙土、箱子和动滑轮总重力所做的功：W总(mgG)h(4010100)3 J1 500 J。,答案 1 200 J 80%,求解机械效率的步骤 (1)对机械进行受力分析和运动状态分析，找出动力和阻力，尤其注意分清有用阻力和额外阻力。 (2)根据功的公式或功能关系求出机械动力所做的功(即总功)、克服有用阻力所做的功(即有用功)以及克服额外阻力所做的功(即额外功或无用功)。 (3)求出有用功与总功的比值得到机械效率。,针对训练1 在【例1】中的工人施加的拉力多大？若箱子上升的速度为0.5 m/s，拉力的功率多大？ 解析 设拉力为F，取沙土、箱子和动滑轮整体为研究对象， 由平衡条件得：2FmgG， 解得F250 N。 拉力的功率为P2Fv22500.5 W250 W。 答案 250 N 250 W,针对训练2 由一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组，把一重为40 N的物体匀速提升1 m时，人站在地面上所用的向下的拉力为25 N。若绳重及摩擦不计，则滑轮组的机械效率为多大？滑轮多重？ 解析 由题意知，有两段绳子承受物体和动滑轮的重力。 W总FsF2h2521 J50 J， W有用Gh401 J40 J，,答案 80% 10 N,机械的使用和提高机械效率的方法,要点归纳 1.对机械效率的理解 (1)根据机械效率的定义知道，当总功一定时，机械所做的有用功越多或额外功越少,机械效率就越高。当有用功一定时，机械所做的总功越少或额外功越少，机械效率就越高。当额外功一定时，机械所做的总功越多或有用功越多，有用功在总功中所占的比例就越大，机械效率就越高。 (2)机械效率反映了机械做功或利用该机械实现能量转化的有效程度。提高机械效率有着十分重要的意义，不仅有很高的经济价值，而且能增强人们的效率意识。,2.提高机械效率的方法 (1)减少额外功 在保证机械能够安全正常工作的前提下，尽量减轻机械本身的重力，可减少额外功。 通过减少克服摩擦力做功，如加润滑剂，用滚动摩擦代替滑动摩擦等，来减少额外功。 (2)增加有用功 当额外功一定时，在机械能够承受并且能够保证安全正常工作的前提下，尽可能增加有用功。例如起重机提起重物时，尽可能增加每次提起重物的重力，充分发挥机械的作用。,易错提醒 (1)机械效率的高低与有用功的多少没有直接关系，物体做的有用功多，机械效率不一定高。 (2)机械效率与功率之间没有必然联系，功率大的物体机械效率不一定高。,精典示例 例2 如图3所示，不计任何摩擦，分别用甲、乙、丙、丁四个装置把同一个物体匀速提升到同一高度，其中机械效率最小的是( ),图3 A.甲 B.乙 C.丙 D.丁,解析 根据题目条件可知，设物体的重力为G，每个动滑轮的重力为G0。在把物体匀速提升到同一高度的过程中，克服物体重力所做的功等于有用功，四种情况下所做的有用功相同，均为W有用Gh。使用甲装置时，拉力所做的总功为W1Gh，机械效率为11；,由此可以看出，丁的机械效率最小，故选D。 答案 D,针对训练3 有两个人利用斜面共同将木箱拉上汽车，为了提高斜面的机械效率，下列做法中可取的是( ) A.以较快的速度将木箱匀速拉上汽车 B.以较慢的速度将木箱匀速拉上汽车 C.改由一个人匀速将木箱拉上汽车 D.板长不变，改用光滑的斜面板将木箱匀速拉上汽