第3节-机械效率.ppt

第3节机械效率,义务教育教科书（人教）八年级物理下册,直接提升物体做功，与使用机械提升物体做功相同吗？,情境引入,结论：使用动滑轮比直接提升物体不省功。,推论：使用任何机械不省功。,新知探究,想一想：有哪些办法可以将沙子运上三楼？,一、有用功、额外功、总功,思考：提升物体的过程中动力（人）对哪些物体做了功？,问题1：哪些功达到了我们做功的目的？,有用功：满足我们做功的目的，对我们有价值的功.计作：W有用,对重物（沙子）做的功。,问题2：哪些功对我们没有价值，但又不得不做的功？,1.桶、动滑轮、口袋等也随重物一起上升，也提升了它们.克服这些重力做的功,2.此外，机械运转时都有摩擦克服机械的摩擦做的功,额外功：对我们既无利用价值而又不得不做的功。计作：W额外,1、有用功（W有用）：,2、额外功（W额外）：,3、总功（W总）：,4、三者关系：,对人们有用的功。,W有Gh提升物体,人们不需要但又不得不做的功。,有用功与额外功的总和,W总FS（运用机械时动力F所做的功）,W总W有用W额外,做功过程中，主要是克服机械的重量、辅助工具的重量和机械部件之间的摩擦力所做的额外功,1、用水桶从井中提水时，所做的有用功是，额外功是，总功是；2、如果桶掉到井里，从井里捞桶时，捞上来的桶里带了一些水，有用功是，额外功是，总功是。,克服水的重力做功,克服桶的重力做功,拉力所做的功,克服桶的重力做功,克服水的重力做功,拉力所做的功,随堂小练习,算一算：算出有用功,额外功总功分别是多少？,砂子重100N桶重20N人重400N地面到三楼高6m,对砂做功,对桶做功,克服自重做功,总功,600J,120J,2400J,=2520J,=3120J,有用功:,额外功:,砂子重100N桶重20N地面到三楼高6m,有用功:,额外功:,总功:,对砂子做功,对桶做功,人拉滑轮做功,600J,120J,720J,砂子重100N桶重20N动滑轮重10N地面到三楼高6m,有用功:,额外功:,总功:,对砂子做功,600J,对桶做功,对动滑轮做功,120J,60J,780J,人拉滑轮做功,=160J,砂子重100N动滑轮重10N口袋重5N地面到三楼高6m,有用功:,对砂子做功,600J,额外功:,对口袋做功,30J,对动滑轮做功,60J,总功:,人拉滑轮做功,690J,=90J,有用功相同时，希望额外功多好还是少好？,请算出几种种办法中有用功在总功中占的百分比。,19%,77%,87%,83%,二、机械效率,有用功与总功的比值叫做机械效率。,3、一般用百分数表示，没有单位,二、机械效率,2、公式：,读作“eta”,1、机械效率：,4、公式推导：,6、理解：,5.提高机械效率的方法有增加物体自重、减轻机械自身的重，加润滑油以减小摩擦等都可以提高机械效率.要找到一个做功过程中的有用功，我们必须先确定做功的目的，然后才可以确定有用功.若我们做功的目的是拉着物体匀速前进一段距离，则有用功W有=W手=F拉s拉=f摩s物.若我们做功的目的是提着物体匀速上升一定高度，则有用功W有=W手=F拉s拉=G物h物.,例1、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：,例2.如图所示，用弹簧测力计将重为3.9N的物块从斜面的底端匀速拉至顶端，则物块所受拉力为_N，已知斜面的高为2m，长为4m，则拉力做功为_J，斜面的机械效率为_.,例3.小李师傅用如图所示的滑轮组将沙子从地面提升到距离地面6m高的三楼，沙子的质量为50kg，装沙子的桶的质量为8kg，动滑轮的质量为2kg.若物体上升的速度为0.1m/s(忽略摩擦和绳重，g取10N/kg)求：,(1)提升物体时绳子自由端的拉力.(2)拉力的功率.(3)滑轮组的机械效率.,2.6,10.4,75,300N,60W,83.3,1.请你判断：下面说法中是否正确？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机械效率越高，越省力（）,随堂小练习,2.湖北省第十四届运动会将于2014年10月8日在荆州市举行，目前各比赛场馆正在紧张的建设中.某场馆建设工地上，工人用如图所示的滑轮组将重2000N的物体A以0.4m/s的速度沿水平方向匀速向前拉动2m，拉力F大小为250N，物体A与地面间的滑动摩擦力大小是物体A重力的0.2倍，求：,(1)物体A与地面间的滑动摩擦力大小是多少？(2)该滑轮组的机械效率是多少？(3)拉力F做功的功率是多少？,3.如图所示，小机车通过滑轮组提升重物，机车的最大输出功率为10kW，重物重3500N，动滑轮重500N.机车所受摩擦阻力不计，绳重及滑轮转动时摩擦忽略不计.,(1)滑轮组的机械效率是多少？(2)若要求重物以1m/s匀速提升，则机车能提升重物的最大重量为多少？,400N,80%,200W,87.5%,9500N,使用起重机提升重物时，有用功在总功中占有60%，另外的40是额外功,起重机的机械效率是60%，它表示什么意思？,三、一些机械的机械效率：,汽油机机械效率22%27%，机械效率是选择机械的一个重要指标,在有用功相同时，机械效率高，,总功就少（消耗的汽油就少，有经济效益）,额外功就少（浪费少，汽车尾气就少，有社会意义，环保意义）,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。,课堂小结,有用功总功额外功,机械效率概念,机械效率测定,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,随堂练习,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.某实验小组利用如图所示的实验装置测滑轮组的机械效率，得到的实验数据如下表.,(1)从表中的实验数据可以分析得出：第一次实验数据是用_(填“甲”或“乙”)实验装置测得的.(2)分析比较第一次实验和第二次实验的数据可以得到的结论是_.(3)分析比较第一次实验和第三次实验的数据可以得到的结论是_.,使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮的个数越多，滑轮组的机械效率越低,使用同一滑轮组，增加钩码重，可以提高滑轮组的机械效率,甲,4.用如图甲的装置探究滑轮组的机械效率与动滑轮重G动的关系：,(1)实验时，应_竖直向下拉动弹簧测力计.(2)改变动滑轮重，提升同一物体进行多次实验，获得数据并绘制出如图乙的图像.分析可知：被提升物体所受的重力相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越_.(3)分析图像中的A点可知，被提升物体所受的重力为_N.(忽略绳重和摩擦),5.小亮看到工人利用斜面把货物推到小车上，联想到物理课上学到的知识，提出了以下两个问题：斜面越缓越省力，是不是机械效率高呢？对于同一个滑轮组，提升的物体越重，机械效率越高；对于同一个斜面，是不是所推的物体越重，机械效率越高呢？为了解决以上问题，小亮与几个同学一起用如图所示的装置进行了多次实验探究，记录的部分实验数据如下表：,(1)表格中缺少2个数据，请补充完整(保留一位小数).(2)在实验操作过程中，应沿斜面_向上拉动木块；实验时要使木板的倾斜角变大，应该把木板下面的木块向_移动(填“左”或“右”).(3)通过对比实验的数据，得出的结论是斜面越缓越省力，机械效率越_.(4)通过对比实验的数据_(填实验次数)，得出的结论是对于同一斜面，机械效率与所拉物体的重力_.,匀速,低,3,0.7,71.4,匀速,左,小,无关,6.某实验小组利用图示装置研究杠杆的机械效率，实验的主要步骤如下：,用轻绳悬挂杠杆一端的O点作为支点，在A点用轻绳悬挂总重为G的钩码，在B点用轻绳竖直悬挂一个弹簧测力计，使杠杆保持水平；竖直向上拉动弹簧测力计缓慢匀速上升(保持O点位置不变)，在此过程中弹簧测力计的读数为F，利用刻度尺分别测出A、B两点上升的高度为h1、h2回答下列问题：(1)杠杆机械效率的表达式为=_.(用已知或测量的物理量符号表示)(2)本次实验中，若提升的钩码重一定，则影响杠杆机械效率的主要因素是：_.(3)若只将钩码的悬挂点由A移至C，O、B位置不变，仍将钩码提升