§15.2机械效率

知识回顾,2、功的计算式是什么？,3、你如何理解功的原理？,1、什么是功？,15.2机械效率,你会选哪种方法呢？,?,想想议议,1,2,3,1,2,3,对沙子做功,对桶做功,克服人的重力做功,对沙子做功,对桶做功,对滑轮做功,对沙子做功,对口袋做功,对滑轮做功,有用功：为了达到目的而做的功,额外功：人们不需要但又不得不做的功,总功：有用功与额外功的总和，即W总=W有+W额,一、有用功、额外功、总功,1一个人用水桶从井里打水,有用功是?额外功是?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?,牛刀小试,2.,请计算出有用功、额外功和总功分别是多少？,1,2,3,1,2,3,对沙子做功,对桶做功,克服重力做功,对沙子做功,对桶做功,对滑轮做功,对沙子做功,对口袋做功,对滑轮做功,600J,2520J,600J,180J,600J,90J,请算出刚才的三种办法中有用功在总功中占的百分比。,3120J,780J,690J,(W有),(W额),(W有),(W有),(W额),(W额),120J,2400J,120J,60J,30J,60J,1,2,3,1,2,3,对沙子做功,对桶做功,克服重力做功,对沙子做功,对桶做功,对滑轮做功,对沙子做功,对口袋做功,对滑轮做功,600J,2520J,600J,180J,600J,90J,3120J,780J,690J,19%,77%,87%,二、机械效率,1.定义：有用功与总功的比值叫机械效率.,2.表达式:,没有！因为额外功总大于0，所以机械效率总小于1,分组讨论：,有没有机械效率为100%的机械？为什么？,如图所示的滑轮组匀速提升物体已知物重G=240牛，手的拉力F=100牛，手上升距离为30厘米,则有用功为多少焦耳?该滑轮组的机械效率为多少?（不考虑滑轮重力）,G,W有=Gh=240N0.1m=24J,W总=FS=100N0.3m=30J,小常识：,起重机的机械效率一般为40-50滑轮组的机械效率一般为50-70抽水机的机械效率为60-80,提高机械效率,更充分的发挥设备的作用,有着重要的经济意义,该如何提高机械效率呢,?,探究斜面的机械效率,1、提出猜想：,斜面的机械效率可能和有关。,2、参考器材：,长木板、小车、弹簧测力计、刻度尺,3、探究过程：,组装器材,进行实验,斜面的倾斜程度,分析数据，得到结论,实验装置：,F,S,h,实验过程：,测量小车的重量，记录数据；,改变斜面的倾斜程度，重复步骤。,把小车用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉；分别记录拉力F、小车沿斜面移动的距离S、小车上升的高度h。,注意事项：,要匀速拉动物体。,拉力要与斜面平行。,及时记录数据。,4、记录表格：,结论：光滑程度相同的斜面，斜面越倾斜，越费力，机械效率越高,讨论,如果斜面越粗糙呢？,分析：当斜面长度、高度、物重都相同时，斜面越粗糙，摩擦力越大，拉力越大，总功越大，有用功不变，机械效率越低结论：斜面越粗糙，机械效率越低,影响斜面机械效率的因素有两点,斜面绝对光滑，机械效率等于1,2某斜面长为S，高为h，有一重力为G的物体被拉力F沿斜面从底端匀速移至顶端。若物体所受阻力为f，则此时的有用功为_，总功为_，额外功为_，机械效率为_。,Gh,FS,fS,小结：,1、有用功、额外功、总功,2、机械效率,3、斜面的机械效率与坡度有关,1、现实中,关于机械效率，以下说法正确的是：,D、省力越多的机械，机械效率越高。,C、做功越多的机械，机械效率越高；,B、单位时间里做功越多的机械，机械效率越高；,A、机械效率总小于1；,巩固练习,2、为了提高滑轮组的机械效率，以下做法中正确的是：（）,C、增加承担物重的绳子股数；,B、以较慢的速度匀速提升重物；,A、以较快的速度匀速提升重物；,D、把滑轮做得更轻巧，减小滑轮在转动过程中的摩擦；,巩固练习,D,4、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？,解：,巩固练习,巩固练习,5、判断题：（1）额外功与总功的比值越大，机械效率越小.（）（2）机械效率大的机械一定既省力又省功。（）（3）机械效率越高，则机械做的有用功越多。（）（4）机械做的总功越少，机械效率也越低。（）（5）在总功相同时，机械效率高的机械，有用功就越多。（）（6）机械效率是有用功和额外功的总和。（）,【拓展延伸】有用功、额外功、总功的比较,1.机械效率_（选填“有”或“无”）单位。提示：机械效率是利用机械所做的有用功与总功的比值，是一个百分比，没有单位。参考答案：无,【针对训练】建筑工人用如图所示的装置把重400N的物体匀速提升3m。所用的拉力为300N。则该工人所做的有用功为_J，总功为_J，该滑轮组的机械效率是_。,【教你解题】,物重,物体提升的高度,绳子段数,有用功,拉力移动的距离,拉力,总功,机械效率,【精讲精析】本题考查有关机械效率的内容。W有=Gh=400N3m=1200J拉力移动的距离s=2h=23m=6mW总=Fs=300N6m=1800J该滑轮组的机械效率为答案：1200180066.7,有用功：匀速提升物体时有用功在数值上等于物体重力与升高距离的乘积，即W有=Gh。总功：拉力F所做的功，即W总=Fs。,2.机械效率的可变性（1）由公式可知,当额外功一定时,机械做的有用功越多,机械效率越高。（2）由公式可知,当有用功一定时,机械所做的额外功越少,机械效率就越高。,【误区警示】应用公式解题时的注意事项机械效率反映的是利用机械工作时，有用功在总功中所占的百分比的大小，计算结果是百分数，不能写成小数。,【典例】（2012南通中考）如图有一个动滑轮，已知拉力为6N，物体A上升了20cm，则拉力做功_J，若物体A重为10N则滑轮的机械效率为_。,【思路点拨】分析题干中的各物理量，确定有用功W有=Gh、总功W总=Fs。,把物体A举高h,在拉力F作用下移动距离s所做的功,W有=Gh,W总=Fs,1.小阳将一桶水从一楼提到二楼。此过程中，关于做功的说法正确的是（）A对桶做的功是有用功B对水做的功是有用功C对水做的功是额外功D克服自身重力做的功是总功,【解析】选B。小阳的目的是将水从一楼提到二楼，所以对水做的功是必须做的有用功；而对桶做的功和克服自身重力做的功是不需要又不得不做的功，所以是额外功。,2.简单机械的机械效率高是指（）A.有用功多B.额外功少C.总功多D.有用功占总功的比例高【解析】选D。机械效率是有用功跟总功的比值，所以机械效率越高，说明有用功占总功的比例越高。,3.用动滑轮把一个物体匀速拉起，不计摩擦，则下列说法中正确的是（）A.拉起的物体质量越大，机械效率越高B.动滑轮的质量越大，机械效率越高C.拉起物体的速度越大，机械效率越高D.物体被拉起得越高，机械效率越高,【解析】选A。使用滑轮或滑轮组提升物体时，机械效率与物重有关，物体质量越大，物体就越重，机械效率就越高，故选项A正确；提起动滑轮做的功是额外功，动滑轮质量越大，所做的额外功就越多，机械效率就越低，故选项B错误；机械效率与提起物体的速度和高度无关，故选项C、D错