二、机械效率 (2)

第十五章第2节机械效率 1 知道有用功 额外功和总功的含义以及三者之间的关系 P85 862 理解机械效率的概念 P86 873 能结合具体实例认识什么是有用功 什么是额外功 什么是总功 会计算机械效率 教学目标和内容 直接提升物体做功 与使用机械提升物体做功相同吗 提出问题 结论 使用动滑轮比直接提升物体不省功 推论 功的原理 使用任何机械不省功 实验 0 2 0 24 5 想一想 你会采用哪种方法 6 人做功 人做功 1 对沙子做功 2 对桶做功 3 克服自重做功 人做功 1 对沙子做功 2 对桶做功 3 对动滑轮做功 必须做的 对我们有用的功 不需要的 但又不得不做的功 1 有用功 2 额外功 4 克服摩擦做功 1 对沙子做功 2 对桶做功 3 克服摩擦做功 一 有用功和额外功 7 要提升沙 必须将动滑轮和口袋也提升 同时还要克服摩擦做功 这些功是对人们无用但又不得不做的功 额外功 提升沙是目的 有利用价值 对沙做的功是对人们有用的功 有用功 有用功和额外功之和等于总功 W有 G沙h W总 W有 W额 W总 Fs 3 总功 有用功与额外功之和 8 一个人用水桶从井里打水 有用功是什么 额外功是什么 对水做的功为有用功 对桶做的功为额外功 对桶做的功为有用功 对水做的功为额外功 思考 若桶掉在水中 把装满水的桶捞起来 则有用功又是什么 额外功又是什么 4 功的计算 W有用 w总 W额 h FS 总 有用 概念 额外功 由于机械自重和摩擦等因素影响 而不得不做的功 无用付出 在使用机械工作时 有用功在总功中所占份额越多越好 它反映了机械的一种性能 物理学中表示为机械效率 二 机械效率 1 定义 有用功跟总功的比值 2 公式 3 用百分数表示 总小于1 注 因为机械效率是两个功的比值 因此没有单位 三 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 四 测滑轮组的机械效率 实验原理 实验器材 注意事项 弹簧测力计 刻度尺 铁架台 滑轮 细线 钩码 竖直向上 缓慢拉动测力计 实验1保持动滑轮重一定 改变钩码重力 结论 动滑轮重一定 物重越大 机械效率越高 2 条件 物重一定 实验2保持钩码重力一定 改变动滑轮重 结论 物重一定 动滑轮越重 机械效率低 滑轮组竖提 使用同一滑轮组 所提物体越重 机械效率越高 与滑轮组的绕法无关 17 没有 因为有用功总小于总功 所以机械效率总小于1 1 有没有机械效率为100 的机械 为什么 2 怎样才能提高机械的效率 思考 18 滑轮组 50 70 起重机 40 50 一些机械的机械效率 19 抽水机 60 80 柴油机 28 40 20 例一一台起重机将重3600N的货物提高4m 如果额外功是9600J 起重机做的有用功是多少 总功是多少 机械效率是多少 起重机在哪些方面消耗了额外功 21 解 起重机提高物体的力等于物体的重力F G 3600N起重机提升重物所做的有用功W有 Fh Gh 3600N 4m 14400J 1 44 104J起重机做的总功W总 W有 W额 14400J 9600J 2 4 104J因此 起重机的机械效率 W有 W总 1 44 104J 2 4 104J 60 例二用一个动滑轮 将200N的物体匀速提升2m高 拉力F为120N 此动滑轮的机械效率是多少 分析 解题的关键是要注意用动滑轮提起重物时 动力F把绳子末端拉起的距离是被提起高度的2倍 即S 2h 已知 G 200N h 2m F 120N s 2h 4m 求 解 W Gh 200N 2m 400JW总 Fs 120N 4m 480J W有 W总 100 400J 480J 100 83 3 1 关于机械效率的说法中正确的是 A 越省力的机械 效率越高B 做有用功越多的机械 效率越高C 做相同的功 额外功的值越小 效率越高D 做功越快的机械 效率越高 C 当堂训练一 2 如图 忽略绳重和摩擦 用拉力F拉着10N的重物匀速上升 绳子自由端移动1m 动滑轮重力2N 求 1 拉力F 2 物体上升的距离 3 有用功 总功 机械效率 3 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 1 图为测量滑轮组机械效率的实验装置 钩码总重6N 1 实验时要竖直向上 拉动弹簧测力计 由图可知拉力大小为 N 若钩码上升的高度为8cm 则弹簧测力计向上移动 cm 该滑轮组的机械效率为 2 若仅增加钩码的个数 该滑轮组有机械效率将 选填 增大 减小 或 不变 缓慢 2 4 24 83 3 增大 当堂训练二 2 在 测滑轮组机械效率 的实验中 用同一滑轮组进行两次实验 实验数据如下表 此实验所用滑轮的个数至少是 个 其中动滑轮有 个 第一次实验测得滑轮组的机械效率为 第二次实验时滑轮组的机械效率 第一次的机械效率 选填 大于 小于 或 等于 3 2 62 5 大于 3 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