机械效率正式课件

1、四、滑轮创新题四、滑轮创新题1、如图、如图12-5-1所示，货物重所示，货物重300 N，现使用，现使用滑轮或滑轮组匀速提升重物，试确定各图中各滑轮或滑轮组匀速提升重物，试确定各图中各力的大小力的大小(滑轮重和摩擦不计滑轮重和摩擦不计)，F1 N，F2 N，F3 N。上题中，如果每个滑轮重上题中，如果每个滑轮重20 N，则各拉力，则各拉力F的的大小分别为大小分别为F1 N，F2 _ NF3 _ N(不计摩擦不计摩擦)1、300N,150N,100N 2、300N，160N，约等于107N2、如图如图12-5-2所示，如果货物在所示，如果货物在500 N的拉力作用下匀速上升，则货物重的拉力作用下

2、匀速上升，则货物重_ N(动滑轮自重和摩擦不计动滑轮自重和摩擦不计)3、如图如图12-5-3所示，如果货物所示，如果货物G重重100 N，匀速向上的拉力，匀速向上的拉力F为为40 N，则动滑轮重，则动滑轮重 N(不计不计摩擦摩擦)2、1000N 3、20N5、如图如图12-5-5所示，在水平地面上的物体所示，在水平地面上的物体A在拉力在拉力F的作的作用下向左匀速运动，已知物体用下向左匀速运动，已知物体A受到的摩擦力为受到的摩擦力为30 N，G100 N，则绳子对，则绳子对A的拉力的拉力F N，作用在绳子自，作用在绳子自由端的力由端的力F N4、如图如图12-5-4所示用滑轮使物体沿水平地面做匀

3、速直所示用滑轮使物体沿水平地面做匀速直线运动，已知物重为线运动，已知物重为40 N，它受到的摩擦力为，它受到的摩擦力为10 N，则所用的拉力是则所用的拉力是 N。(不计动滑轮重与摩擦不计动滑轮重与摩擦)4、5N 5、1、用滑轮组将一重为、用滑轮组将一重为300 N的物体提起，的物体提起，绳子承受最大拉力为绳子承受最大拉力为120N（动滑轮重、绳（动滑轮重、绳子自重和摩擦均不计子自重和摩擦均不计)。要求要求F的方向向下，设计组装滑轮组，的方向向下，设计组装滑轮组，并画出示意图并画出示意图若物体被提升若物体被提升1.5 m，绳子末端移动多，绳子末端移动多少米？少米？作业：作业：两个定滑轮和一个动滑

4、轮，4.5M作业：作业：站在地面上的人用滑轮组把重站在地面上的人用滑轮组把重960N的货物由地面的货物由地面匀速提升到匀速提升到4m高处，所用的时间为高处，所用的时间为8s,人作用在绳人作用在绳子自由端的拉力为子自由端的拉力为600N（不计绳子重和摩擦）（不计绳子重和摩擦）(1)根据题意要求在图中画出绳子的绕法根据题意要求在图中画出绳子的绕法(2)求动滑轮的重求动滑轮的重(3)求货物上升的速度求货物上升的速度(4)求绳子末端动力点移动的距离求绳子末端动力点移动的距离(5)求绳子末端动力点移动的速度求绳子末端动力点移动的速度2、240N，3、0.5米/秒，4、8米，1米每秒，复习提问：1 1、功

5、的两个要素：、功的两个要素：一是作用在物体上的力。一是作用在物体上的力。 二是物体在力的方向上通过的距离。二是物体在力的方向上通过的距离。2 2、功的计算公式：、功的计算公式：W=FSW=Gh或或讨论：讨论：通过一动滑轮用通过一动滑轮用60 牛的拉力提起重为牛的拉力提起重为100牛的重物，使重物提高牛的重物，使重物提高2米。米。（1）拉力做多少功？）拉力做多少功？（2）如用手直接提起做功多少？）如用手直接提起做功多少？W手=Gh=100N2m=200JW用机械=FS=60N4m=240J为什么为什么利用实际机械做的功大于不用机械直利用实际机械做的功大于不用机械直接用手做的功呢接用手做的功呢 ？

6、FS=2h=22m=4m人提沙子做功人提沙子做功1对砂子做功2对桶做功3克服自重做功人拉滑轮做功人拉滑轮做功1对砂子做功2对桶做功3对动滑轮做功人拉滑轮做功人拉滑轮做功1对砂子做功2对口袋做功3对动滑轮做功1.有用功：对人们有用的功有用功：对人们有用的功举高重物时：举高重物时：W有有=G物物h一、有用功、额外功、总功一、有用功、额外功、总功2、额外功：人们不需要但又、额外功：人们不需要但又 不得不做的功。不得不做的功。（1）克服机械自重做的功克服机械自重做的功W额外额外=G动滑轮动滑轮h使用动滑轮或滑轮组时：使用动滑轮或滑轮组时：（2）克服机械间的摩擦做的功）克服机械间的摩擦做的功3、总功：、

7、总功： 有用功和额外功的和，叫总功。有用功和额外功的和，叫总功。W总=W有用+ W额外公式（公式（1） 公式（公式（2） W总=FS用水桶从井中提水的时候用水桶从井中提水的时候, ,所做的所做的功哪部分是有用功功哪部分是有用功, ,哪部分是额外哪部分是额外功功? ?目的：提水目的：提水提水所做的功是有用功提水所做的功是有用功; ;提水桶所做的功是额外功。提水桶所做的功是额外功。思考：思考：如果桶掉到井里如果桶掉到井里, ,从井里捞桶的时候从井里捞桶的时候, ,捞上的桶里带了一些水捞上的桶里带了一些水, ,这种情况下这种情况下哪部分是有用功哪部分是有用功, ,哪部分是额外功哪部分是额外功? ?目

8、的：目的：捞桶捞桶提水桶所做的功是有用功提水桶所做的功是有用功; ;提水所做的功是额外功。提水所做的功是额外功。思考：思考：二、机械效率二、机械效率有用功跟总功的比值叫机械效率有用功跟总功的比值叫机械效率 有用功总小于总功，所以机械效率总小于有用功总小于总功，所以机械效率总小于1 思考思考:机械效率会大于吗？为什么？机械效率会大于吗？为什么？公式：公式： 机械效率一般用百分数表示，没有单位机械效率一般用百分数表示，没有单位 %100总有用WW机械效率分析：（1）因为有用功总小于总功， 所以机械效率总小于1。（2）机械效率通常用百分数来表示。 例如：起重机的机械效率：40-50%滑轮组的机械效率

9、：50-70%抽水机的机械效率：60-80%某起重机的机械效率某起重机的机械效率70%70%，它表示什么意思？它表示什么意思？使用起重机提升重物时所做的使用起重机提升重物时所做的有用功跟总功的比值是有用功跟总功的比值是70%70%。三、实验探究三、实验探究探究一：测滑轮组的机械效率探究一：测滑轮组的机械效率1、钩码重240N，一个动滑轮重60N，不计滑轮与绳子的摩擦求机械效率？ 1、对于、对于同一个机械同一个机械，机械的自重和摩擦不变，所，机械的自重和摩擦不变，所以机械的以机械的额外功不变额外功不变.2、所挂的所挂的重物越大重物越大，有用功越有用功越多多，则有用功，则有用功所占的比例越大所占的

10、比例越大所以，对于所以，对于同一个机同一个机械械，所挂的，所挂的重物越大重物越大，机械效率越高机械效率越高 2、钩码重300N，一个动滑轮重60N，不计滑轮与绳子的摩擦，求机械效率？滑轮组提高重物时滑轮组提高重物时: :W有用 G物 hW总 F s S= n h物体重240N，动滑轮分别重60N，20N，求机械效率，不计绳子与滑轮的摩擦？1、机械对外所做的有用功一定时，机械本身的重力和摩擦越小，额外功就越小，则有用功所占的比例越大2、所以，对于不同的机械，如果所挂的重物相同，机械本身的重力和摩擦越小，机械效率越高。3、通过探究，你认为如何才能提高机械的机械效率？、通过探究，你认为如何才能提高机

11、械的机械效率？ 增大有用功所占的比例：额外功一定时，增加有用功增大有用功所占的比例：额外功一定时，增加有用功减小额外功所占的比例：有用功一定时，减小额外功减小额外功所占的比例：有用功一定时，减小额外功实验原理实验原理实验步骤：实验步骤：照图，把滑轮组和刻度尺安装好，测出钩照图，把滑轮组和刻度尺安装好，测出钩码码G的值，并记录表中。的值，并记录表中。匀速竖直拉动弹簧测力计，使钩码匀速竖直拉动弹簧测力计，使钩码G上升，上升，读出弹簧测力计所示拉力读出弹簧测力计所示拉力F的值的值 ，从刻度，从刻度尺读出钩码升高的距离尺读出钩码升高的距离h和弹簧测力计移和弹簧测力计移动的距离动的距离S，记录数据在表格

12、中。，记录数据在表格中。分别算出有用功和总功、机械效率。记录分别算出有用功和总功、机械效率。记录结果。结果。再安装另外的滑轮组，再重复上面的实验。再安装另外的滑轮组，再重复上面的实验。影响滑轮组机械效率的影响滑轮组机械效率的因素因素 1 1、滑轮组轮与轴及轮与绳之间的摩擦、滑轮组轮与轴及轮与绳之间的摩擦 2 2、动滑轮的自重、动滑轮的自重 3 3、所提升的物重、所提升的物重 4 4、机械效率与省力多少无关、与功率大、机械效率与省力多少无关、与功率大小无关、与重物被提升的高度无关！小无关、与重物被提升的高度无关！提高机械效率提高机械效率 的方法的方法2、改进机械的结构，减小机械自重改进机械的结构

13、，减小机械自重 1、减小机械间的摩擦力。减小机械间的摩擦力。例如：动滑轮太重，使滑轮组机械效率很低，例如：动滑轮太重，使滑轮组机械效率很低，换用较轻滑轮就可提高其机械效率。换用较轻滑轮就可提高其机械效率。例如：加强机械运动部位的润滑例如：加强机械运动部位的润滑.3 3、增加物重，让机械尽量满负荷工作、增加物重，让机械尽量满负荷工作。想一想：滑轮组水平放置时，怎样？滑轮组水平拉动物体时滑轮组水平拉动物体时: :W有用有用 f s物物W总总 F s绳绳 S绳绳= ns物物探究探究 二、二、 斜面的机械效率斜面的机械效率1、提出猜想：、提出猜想：斜面的机械效率可能和斜面的机械效率可能和 有关。有关。

14、2、参考器材：、参考器材：长木板、小木块、弹簧测力计、刻度尺长木板、小木块、弹簧测力计、刻度尺3、探究过程：、探究过程： 斜面的坡度斜面的坡度组装器材组装器材进行实验进行实验分析数据，得到结论分析数据，得到结论实验装置：实验装置：FShG实验过程：实验过程：测量小木块的测量小木块的重力重力G G，记录数据；，记录数据； 改变斜面的改变斜面的倾斜程度倾斜程度，重复步骤。，重复步骤。 把小木块用弹簧秤把小木块用弹簧秤沿斜面沿斜面匀速匀速向上向上拉；分别记录拉；分别记录拉力拉力F F、木块沿斜面移、木块沿斜面移动的动的距离距离S S、木块上升的、木块上升的高度高度h h。注意事项：注意事项：要匀速拉

15、动物体。要匀速拉动物体。拉力要与斜面平行。拉力要与斜面平行。及时记录数据。及时记录数据。4 4、记录表格：、记录表格：结论：结论：斜面越陡，省力越少即越费力，机械效率越高。斜面越陡，省力越少即越费力，机械效率越高。FSGhWW?有总公式：公式：小结：小结：1、有用功、额外功、总功有用功、额外功、总功2、机械效率机械效率3、斜面的机械效率与坡度有关、斜面的机械效率与坡度有关总有WW3 3、如图所示，斜面长、如图所示，斜面长10m10m，高，高2m2m，工人要沿斜面，工人要沿斜面把重把重1500N1500N的物体匀速拉到斜面顶端，若斜面的机的物体匀速拉到斜面顶端，若斜面的机械效率为械效率为75%7

16、5%，求：（，求：（1 1）工人做的有用功、总功、）工人做的有用功、总功、和额外功；（和额外功；（2 2）工人所用的拉力和物体与斜面的）工人所用的拉力和物体与斜面的摩擦力。摩擦力。F2m此时拉力F不等于摩擦力，拉力F等于摩擦力与重力沿斜面的分力的和。求摩擦力可先求出额外功1000J除以斜面长10米等于 f=100N。1、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?G解:因为h= S=10cm=0.1m13W有=Gh=240 N0.1m=24J W总=FS=100 N0.3m=30J = = 100%

17、=80% W有W总24J30J F2 2、一台起重机将重、一台起重机将重36003600N N的货物提高的货物提高4 4m m。如。如果额外功是果额外功是96009600J J，起重机做的有用功是，起重机做的有用功是多少？总功是多少？机械效率是多少？多少？总功是多少？机械效率是多少？3 3、一辆汽车不小心开进了泥潭中，司机取来一、一辆汽车不小心开进了泥潭中，司机取来一套滑轮组欲将汽车从泥潭中拉出，如下图所示。套滑轮组欲将汽车从泥潭中拉出，如下图所示。若车重为若车重为8 810104 4N N，汽车受到的阻力为车重的，汽车受到的阻力为车重的0.030.03倍，滑轮组的机械效率为倍，滑轮组的机械效率为8080，问：（，问：（1 1）该司）该司机至少需用多大的力才能将汽车从泥潭中拉出？机至少需用多大的力才能将汽车从泥潭中拉出？（2 2）若拉动汽车时，汽车前进的速度为）若拉动汽车时，汽车前进的速度为0.1m/s0.1m/s，则司机做功的功率是多少？则司