如何提高机械效率培训课件.ppt

11 3如何提高机械效率 什么有用功 额外功和总功的含义 以及他们之间的关系 活动 分析有用功与额外功 a 用滑轮组提起重物 有用功 克服重物重力所做的功 即 W有 G h 一 什么是有用功与额外功 额外功 无用功 克服动滑轮和绳子重力所做的功 还有克服摩擦力所做的功 b 利用挖掘机搬运泥土 有用功 克服泥土重力所做的功 即 W有 G h 额外功 无用功 克服抓斗和机臂重力所做的功 还有克服摩擦力所做的功 提水 为达到我们目的而做的功 对我们没用但又不得不做的功 有用功与额外功的总和 分析下列事例中的有用功 额外功 总功 不考虑绳重和摩擦 捞桶 背书 G水h G桶h G书h G桶h G水h G包 G人 h 分析利用机械做功时的有用功 额外功 总功 机械 功 目的 W有用 W总 W额外 提钩码 提沙 提木箱 拉木块 G码h G沙h G箱h fS木 Fs Fs FL Fs 的原因 克服杠杆重和摩擦 克服动滑轮重 桶重和摩擦 克服摩擦 fL 克服绳子和轴间摩擦 从表中你发现W有用和W总的计算有什么规律 预习与检测二 知道机械效率 会用机械效率进行简单的计算 会测算滑轮组的机械效率 知道实际机械效率总小于1 知道提高机械效率的方法和意义 在使用机械时 人们总希望能量的利用率大一些 即 有用功在总功中所占的比例大一些 200J 800J 10J 90J 甲 乙 有用功 额外功 二 什么是机械效率 如果我把这个比例叫做机械效率 那么机械效率等于什么 表达式 机械效率 有用功跟总功的比值 理解 a 常用百分数表示 b 小于100 c 没有单位 思考 机械效率的单位是什么 答 机械效率是一个比值 没有单位机械效率能不能等于1 答 不能 因为使用机械总有额外功机械效率低 则说明这机械做功少 对吗 答 不对 说明有用功在总功中所占的比例小 活动 测算滑轮组的机械效率 例1 通过一动滑轮用50牛的拉力提起重为80牛的重物 使重物提高2米 1 拉力做多少功 2 如用手直接提起做功多少 W手提 Gh 80N 2m 160J W拉力 Fs 50N 4m 200J 机械效率呢 绳子自由端通过的距离s 2h 2 2m 4m 总功 有用功 解 80 例2 某人用F 100N的力把木箱从斜面底端沿斜面推到2m高处 斜面长4m 如图所示 这个人做了多少功 2m F 100N 4m 解 W Fs 100N 4m 400J答 这个人做了400J的功 如果要求有用功 则要知什么 假设木箱重150N 则有用功和机械效率各是多少 总功 这节课你学到了什么 W有用 W总 直接对物体所做的功 动力 人所出的力 所做的功 W有用 F物S物 W总 FS F物 S物 S F物 S物 S F物 h F拉 L 这节课你学到了什么 F物 S物 S F物 S物 S F物 h F拉 L 你认为可以从哪些方面提高机械效率 1 有用功相同时 减少额外功2 额外功相同时 增加有用功 一是减轻机械自重 二是减小摩擦 途径 减小额外功的方法 1804年特雷维辛克发明的蒸汽机车 蒸汽机的效率通常只有6 15 功率与机械效率的区别 1功率是指物体在单位时间内所做的功 即功率是表示做功快慢的物理量 2有用功在总功中所占的比例叫机械效率3功率和机械效率是描述机械的两种不同性能 两者间没有必然联系 有用功 有利用价值的功 总功 动力对机械做的功 额外功 对人们没有利用价值而又不得不做的功 定义 有用功跟总功的比值 一 三功 二 机械效率 小结 三功的关系 1 滑轮组机械效率计算 1 如图所示 用滑轮组把重为270N的货物匀速提到1m高的楼上 所用拉力100N 则有用功 总功和滑轮组的机械效率分别是多少 解 W有用 F物h G物h 270N 1m 270J 起重机匀速提升重物所用的力F物等于物体所受的重力G物 G物 F物 W总 FS Fnh 100N 3 1m 300J S h 滑轮组机械效率计算 2 用如图的滑轮组水平地拉动物体 已知物重为1000N 物体与地面间的摩擦力是240N 当绳端的拉力是100N物体移动了4m时 求 有用功 总功和滑轮组的机械效率分别是多少 解 F物 f 100N 起重机匀速拉动重物所用的力F物等于物体所受的摩擦力f W有用 F物S物 fS物 240N 4m 960J W总 FS绳 FnS物 100N 3 4m 1200J S绳 S物 斜面机械效率的计算 如图所示 斜面高为1m 长为3m 工人用400N沿斜面方向的力将重为840N的箱子推到车上 求 1 在这过程中推力做的有用功 2 在这过程中推力做的总功 3 斜面的机械效率 解 G物 F物 工人匀速提升重物所用的力F物等于物体所受的重力G物 W有用 F物S物 G物h 840N 1m 840J W总 FS FL 400N 3m 1200J F拉 h L 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 利用现代科学技术 机械效率可以等于1 8 有用功在总功中占的比例越大 机械效率越高 1 判断 下面说法中是否正确 巩固练习 2 如图所示 用滑轮组把重为80N的物体匀速提起 1 在不计绳重 动滑轮重和摩擦的情况下 拉力F的大小是N 2 若实际的拉力为50N 匀速将物体提高4m 则拉力所做的功是J 滑轮组的机械效率是 竖直放置的滑轮组 40 400 80 水平放置的滑轮组 3 如图所示 滑轮组自重及摩擦不计 物体A重300N 在F 4N的拉力作用下 物体以5m s的速度匀速运动 则物体在运动过程中受的阻力是N 5s内滑轮组对物体A做的功是J 拉力F的功率为W 12 300 60 斜面 4 斜面也是一种简单机械 如图所示 已知斜面上木箱的质量m 40kg 人对木箱的拉力F 75N 斜面长s 4m 斜面高h O 5m 求 木箱受到的重力 g取10N kg 斜面的机械效率 解 1 G mg 40kg 10N kg 400N 1 一物体质量为18kg 其所受重力为N 如图所示 小明用定滑轮将该物体在4s内匀速提高2m 所用拉力为200N 此过程中 小明做的有用功是 J 定滑轮的机械效率是 取g 10N kg 180 360 90 达标练习 2 用一个动滑轮把500N的重物提高1m 所用的拉力是300N 在此过程中有用功为多少 总功为多少 动滑轮的机械效率为多少 答案 1 W总 240J 2 W有用 180J 3 W额外 60J 4 75 5 G动 60N 4 如图 用滑轮组匀速提起一个重为350N的物体 物体在10s内上升了1m 人拉绳子的力为250N 不计绳重和摩擦 求 1 人拉绳子做功的功率 2 动滑轮重 3 滑轮组的机械效率 4 若用此滑轮提升450N的重物 该滑轮组的机械效率又为多大 5 小明用100N的力沿竖直方向将杠杆的一端拉下2m 杠杆的另一端将320N的重物提高了0 5m 他做的有用功是多少 总功是多少 杠杆的机械效率是多少 6 如图所示 规格完全相同的绳子绕成甲 乙两个滑轮组 分别提升重为G1和G2的两个物体 不考虑绳重及摩擦 比较它们的省力情况和机械效率 A 若G1 G2 则F1F2 甲的机械效率高C 若G1F2 甲 乙的机械效率相同D 若G1 G2 则F1 F2 乙的机械效率高 答案 D 8 如图所示 A物体在水平地面上做匀速直线运动 已知绕过动滑轮的弹簧测力计上的示数为12N 滑轮的机械效率为75 求A物体所到地面摩擦力大小 答案 18N 7 在下图中 物体A在地面匀速运动 对面对A的摩擦力是8N A物体的重力是9N 弹簧测力计示数是F 5N