鲁科版必修二 第1章 第4节 人与机械 课件（21张）.pptx

第4节人与机械 一 功率与机械效率阅读教材第16 17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17 18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3m高的平台上运送沙土 已知沙土的质量为40kg 箱子与动滑轮共重100n 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10m 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 mgh 40 10 3j 1200j 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 mg g h 40 10 100 3j 1500j 答案1200j80 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 5m 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 2f mg g 解得f 250n 拉力的功率为p 2fv 2 250 0 5w 250w 答案250n250w 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40n的物体匀速提升1m时 人站在地面上所用的向下的拉力为25n 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 fs f 2h 25 2 1j 50j w有用 gh 40 1j 40j 答案80 10n 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3a 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w1 gh 机械效率为 1 1 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车解