202X学年高中物理第1章功和功率第4节人与机械课件鲁科版必修2

1、第4节人与机械学习目标学习目标核心提炼核心提炼1.知道常用的一些机械，认识机械效率。知道常用的一些机械，认识机械效率。2.理解功、功率、机械效率的不同。理解功、功率、机械效率的不同。3.会求一些简单的机械效率问题。会求一些简单的机械效率问题。1个概念个概念机械效率机械效率1个区别个区别功率和机械效率的区别功率和机械效率的区别一、功率与机械效率一、功率与机械效率阅读教材第阅读教材第1617页页“功率与机械效率局部，知道机械效率的概念，知道功率和功率与机械效率局部，知道机械效率的概念，知道功率和机械效率的区别。机械效率的区别。2.功率和机械效率：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

2、理量，它们之间没有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；机械效率高，表示机械对总能量的_ 。有用功有用功总功总功有用功率有用功率等于等于1小于小于1有效有效做功快做功快利用率高利用率高思维拓展思维拓展如图如图1所示，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马力马力(合合662千瓦千瓦)，车速最高可达，车速最高可达370千米千米/小时。赛车的功率大，说明什么问题？功率大，效率小时。赛车的功率大，说明什么问题？功率大，效率一定高

3、吗？一定高吗？图图1答案答案功率大说明机械做功快，这是车速快的动力来源，但机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。械效率不一定高，因为有用功占总功的比例不一定大。二、机械的使用二、机械的使用阅读教材第阅读教材第1718页页“机械的使用局部，了解机械的使用目的及开展趋势。机械的使用局部，了解机械的使用目的及开展趋势。使用目的使用目的用机械代替人力用机械代替人力_，甚至完成超越人力的工作，使人们的工作，甚至完成超越人力的工作，使人们的工作更轻松、更更轻松、更_发展趋势发展趋势_水平越来越高，高智能机器人广泛地进入生产、生活的水平越来越高，高

4、智能机器人广泛地进入生产、生活的各个领域各个领域注意问题注意问题智能化机械若使用不当，会给人类造成危害智能化机械若使用不当，会给人类造成危害做功做功有效有效智能化智能化思考判断思考判断(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。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。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。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。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任何实际机械的机械

5、效率都不会大于1。()答案答案(1)(2)(3)(4)(5)对功、功率及机械效率的理解对功、功率及机械效率的理解要点归纳要点归纳1.功功2.机械效率与功率的比较机械效率与功率的比较 功功 率率机械效率机械效率定义定义物体所做的功跟完成这些功所用时间物体所做的功跟完成这些功所用时间的比值的比值有用功跟总功的比值或有用功率跟总有用功跟总功的比值或有用功率跟总功率的比值功率的比值公式公式意义意义表示做功的快慢表示做功的快慢表示机械对总能量利用率的高低表示机械对总能量利用率的高低关系关系两者间没有必然联系，功率大，机械效率不一定高，机械效率高，功率不一两者间没有必然联系，功率大，机械效率不一定高，机械

6、效率高，功率不一定大定大精典例如精典例如例例1 如图如图2所示，某工人用滑轮组往所示，某工人用滑轮组往3 m高的平台上运送沙土，沙土的质量为高的平台上运送沙土，沙土的质量为40 kg，箱子与动滑轮共重箱子与动滑轮共重100 N，不计绳重和摩擦，工人匀速拉动绳索。那么此过程中工，不计绳重和摩擦，工人匀速拉动绳索。那么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？人做的有用功是多少？此滑轮组的机械效率是多大？(g取取10 m/s2)图图2解析工人做的有用功就是抑制沙土重力所做的功：解析工人做的有用功就是抑制沙土重力所做的功：W有用有用mgh40103 J1 200 J。工人做的总功就是抑

7、制沙土、箱子和动滑轮总重力所做的功：工人做的总功就是抑制沙土、箱子和动滑轮总重力所做的功：W总总(mgG)h(4010100)3 J1 500 J。答案答案1 200 J80%求解机械效率的步骤求解机械效率的步骤(1)对机械进展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对机械进展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。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根据功的公式或功能关系求出机械动力所做的功(即总功即总功)、抑制有用阻力所做、抑制有用阻力所做的功的功(即有用功即有用功)以及抑制额外阻力所做的功以及抑制额外阻力所做的功

8、(即额外功或无用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。求出有用功与总功的比值得到机械效率。针对训练针对训练1 在【例在【例1】中的工人施加的拉力多大？假设箱子上升的速度为】中的工人施加的拉力多大？假设箱子上升的速度为0.5 m/s，拉，拉力的功率多大？力的功率多大？解析设拉力为解析设拉力为F，取沙土、箱子和动滑轮整体为研究对象，取沙土、箱子和动滑轮整体为研究对象，由平衡条件得：由平衡条件得：2FmgG，解得解得F250 N。拉力的功率为拉力的功率为P2Fv22500.5 W250 W。答案答案250 N250 W针对训练针对训练2 由一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组

9、，把一重为由一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组，把一重为40 N的物体匀速提升的物体匀速提升1 m时，人站在地面上所用的向下的拉力为时，人站在地面上所用的向下的拉力为25 N。假设绳重及摩擦不计，那么滑轮组。假设绳重及摩擦不计，那么滑轮组的机械效率为多大？滑轮多重？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。解析由题意知，有两段绳子承受物体和动滑轮的重力。W总总FsF2h2521 J50 J，W有用有用Gh401 J40 J，答案答案80%10 N机械的使用和提高机械效率的方法机械的使用和提高机械效率的方法要点归纳要点归纳1.对机械效率的理解对机械效率的理解(1

10、)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。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。提高机械效率机械效率反映了机械做功或利用

11、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。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提高机械效率的方法(1)减少额外功减少额外功在保证机械能够平安正常工作的前提下，尽量减轻机械本身的重力，可减少额在保证机械能够平安正常工作的前提下，尽量减轻机械本身的重力，可减少额外功。外功。通过减少抑制摩擦力做功，如加润滑剂，用滚动摩擦代替滑动摩擦等，来减少通过减少抑制摩擦力做功，如加润滑剂，用滚动摩擦代替滑动摩擦等，来减少额外功。额外功。(2)增加有用功增加有用功当额外功一定时，在机械能够承受

12、并且能够保证平安正常工作的前提下，尽可能当额外功一定时，在机械能够承受并且能够保证平安正常工作的前提下，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。挥机械的作用。易错提醒易错提醒(1)机械效率的上下与有用功的多少没有直接关系，物体做的有用功多，机械效率不机械效率的上下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。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。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。精典例如精典例

13、如例例2 如图如图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提升到同一高度，其中机械效率最小的是()图图3A.甲甲 B.乙乙 C.丙丙 D.丁丁解析根据题目条件可知，设物体的重力为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，每个动滑轮的重力为G0。在把物体匀。在把物体匀速提升到同一高度的过程中，抑制物体重力所做的功等于有用功，四种情况下所做的速提升到同一高度的过程中，抑制物体重力所做的功等于有用功，四种情况下所做的有用功一样，均为有用功一样，均为W有用有用

14、Gh。使用甲装置时，拉力所做的总功为。使用甲装置时，拉力所做的总功为W1Gh，机械效，机械效率为率为11；由此可以看出，丁的机械效率最小，应选由此可以看出，丁的机械效率最小，应选D。答案答案D针对训练针对训练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，以下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，以下做法中可取的是做法中可取的是()A.以较快的速度将木箱匀速拉上汽车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板长不变，改用光滑