机械效率课件 3.ppt

1、1,第3节 机械效率,2,1.了解什么是有用功、额外功和总功。,2.理解什么是机械效率。,3.知道提高机械效率的方法,3,【情景导入】(2min) 1.演示实验: (1) 演示课本85页的图12.3-1甲，用弹簧测力计匀提起钩码，使钩码升高高度h。从弹簧测力计读出拉力F的值与钩码重力大小相等，用刻度尺测出钩码提升的高度h与弹簧测力计移动的距离相等。 (2)演示课本85页的图12.3-1乙，用弹簧测力计并借助一个动滑轮匀提起同样钩码，使钩码升高相同高度h。从弹簧测力计读出拉力F总的值，用刻度尺测出弹簧测力计移动的距离s。 (3)以下边数据分析： “实验数值G=F=5N，h0.5m，F总3N，s1

2、m。 直接弹簧测力计提起钩码拉力的功：WG h5N0.5m2.5J， 借助动滑轮用弹簧测力计提起钩码拉力的功：W总F总s3N1 m3J” 2.提问：由实验可以看到W总W，这是为什么？,4,【学生自学】 自学指导（一）：来 1.一、阅读课本85页最后一段和86第一段的内容，并通过媒体观察将沙子搬运到三楼的四种办法，让同学们分析并思考解决以下几个问题: 1. 把重100N的沙子运上三楼，人都要克服哪些物体的重力做功? 2.人做的功中，哪些是目的，有利用价值，对人们有用的功？ 3.人做的功中，哪些是对人们无用又不得不做功？ 归纳总结： 1.为完成某个目的， 叫有用功，用符号 ； 2.为完成某个目的

3、，但 叫额外功，用符号 ； 3. _叫总功，用符号 。,（笔记）,人们需要的，对人们有用的功,人们并不不需要,又不得不做的功,有用功与额外功之和,W有,W额,W总,即：W总= W有+ W额,5,1. 把重100N的沙子运上三楼，人都要克服哪些物体的重力做功? 2.人做的功中，哪些是目的，有利用价值，对人们有用的功？ 3.人做的功中，哪些是对人们无用又不得不做功？,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,人们需要的，对我们有用的功,不需要的，但又不得不做的功,有用功,额外功,4.克服摩擦做功,1.对沙子做功,2.

4、对桶做功,3.克服摩擦做功,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,有用功、额外功、总功,8,请计算出有用功、额外功和总功分别是多少？,9,1,2,3,1,2,3,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,对桶做功,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,

5、780J,690J,10,1,2,3,1,2,3,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,对桶做功,对滑轮做功,600J,2520J,600J,180J,600J,90J,3120J,780J,690J,19%,77%,87%,11,一个人用水桶从井里打水,有用功是什么？额外功是什么？ 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？,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。,12,三、阅读课本86页机械效率部分的内容,知道什么是机械效率。, 1._叫机械效率。用_表示总功,_表示有用功,_

6、表示机械效率。 2.计算机械效率的表达式是:_ 3.机械效率通常用什么数表示? 4.思考:为什么使用任何机械的机械效率总是小于1？ 5.起重机的机械效率一般为_, 抽水的机械效率一般为 ，滑轮组的机械效率一般为_ 。 6.如何提高机械效率？,。,有用功跟总功的比值叫机械效率,W有,W总,机械效率用百分数表示,没有！因为有用功总小于总功，所以机械效率总小于1,40%50%,60%80%,50%70%,13,（笔记）机械效率：,1.定义： 2.表达式:,注：（1）因为机械效率是两个功的比 值，因此没有单位。 （2）机械效率通常用百分数表示。,有用功跟总功的比值叫机械效率,用符号 表示。,没有！因为

7、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？,(1)减少额外功,改进结构，使其合理、轻巧（或说成减小机械自重）,经常保养、定时润滑（或说成减小机械间的摩擦力),(2)额外功 一定时，在机械承受范围内，尽可能增加被提起物体的物重。,14,滑轮组：50%70%,起重机：40%50%,一些机械的机械效率,抽水机：60%80%,柴油机： 28%40%,15,一台起重机将重3600 N的货物提高4 m。如果额外功是9600 J，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？,解:起重机提高物体的力

8、等于物体的重力 F=G=3600 N 起重机提升重物所做的有用功 W有=Fh=Gh=3600 N4 m=14400 J=1.44104 J 起重机做的总功：W总=W有+ W额 =14400 J+9600 J=2.4104 J 因此,起重机的机械效率 = W有/W总 =1.44104 J/2.4104 J=60%,16,典型例题 1.一台起重机把质量为0.7t的重物匀速提升了4m,而它的电动机所做的功是3.5104J,则起重机所做的额外功是多少?起重机的机械效率是多少? 2. 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,17,探究滑轮组机械

9、效率跟哪些因素有关。,18,【知识回顾】(2min) 使用滑轮组,应注意两个关系式: (1)F,(2)s=nh 式中h为 ； n仍示 ； s表示 。,式中G在不计动滑轮重和摩擦时,表示 ；在不计摩擦时，则表示 。式中n表示 。,绳子自由端移动的距离,物重,物重与动滑轮重,绳子段数,物体上升高度,绳子段数,19,【自主学习：】,1、我们利用滑轮组提升物体做功时，目的是把物体提到一定高度处。演示（如图1）：用滑轮组提物体时， 什么是有用功？ 。 什么是总功？ 。 如何计算滑轮组的机械效率？ 。 2、我们需要哪些测量仪器？ 。 需要测量哪些物理量呢？ 。 3、滑轮组的机械效率：= 。 4、知道了如何

10、测量滑轮组的机械效率了，同学们猜想一下，滑轮组的机械效率可能与哪些因素有关呢？能说说你们的猜想依据吗？ 因素1 依据 。 因素2 依据 。 因素3 依据 。,提升物体所做的功，即W有=Gh,自由端拉力所做的功，即W总=FS,弹簧测力计 刻度尺,G h F s,物重,有用功在总功中占的比例增大,摩擦,额外功在总功中占的比例增大,动滑轮重,额外功在总功中占的比例增大,20,5. 根据你的分析，请你设计实验的方案。 (1)实验所需的器材： 。 (2)画出实验装置图： (3)探究步骤： 按图组装滑轮组：用一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组提升钩码。 拉动弹簧测力计，使钩码上升一段距离，记录 、 、 、

11、 。 改变动滑轮下所挂的钩码重，重复实验步骤两次，将测得的数据填入 下表中。 根据测得的数据，分别算出三次实验的 、和这个滑轮组的 ，填入表中。 用两个动滑轮和两个定滑轮组成的滑轮组提升钩码，重复步骤 （6） 进行实验与收集证据 （7）分析与论证：通过实验你得到的结论：,动、定滑轮 细绳 弹簧测力计 刻度尺 钩码,竖直匀速,G,h,F,s,W有,W总,21,实例分析1：某实验小组测一滑轮组机械效率的数据如下表：,(1)请你在图4中画出本实验的绕绳方法。 （2）在表中的空格处填上第二次实验的有用功、总功、机械效率。 (3)用同一滑轮组提升不同重物至同一高度：克服动滑轮的重所做的额外功 （填“相同

12、”或“不同”）；提升的物重增加时，克服摩擦和绳重所做的额外功变 ，滑轮组的机械效率变 。 (4)多次改变提升的物重测量滑轮组的机械效率，目的是为 了 。（填字母） A.减小摩擦 B.多次测量取平均值减小 误差 C.获得多组数据归纳出物理规律 (5)由本实验 （填“能”或“不能”）推断：任何机械的机械效率跟物重均有关。,不能,相同,大,高,C,0.2,0.33,60.6%,结论：对于同一滑轮组，提升的物体越重 ，机械效率越高。,22,小,：,实例分析2：在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，小红用如图6所示的滑轮组分别做了三次实验，第一次使用塑料滑轮，第二次使用铝制滑轮，第三次使用铁制滑轮，

13、实验数据记录如下表,：,（1）这个实验使用的测量工具是 和弹簧力计。 （2）在实验操作中应竖直向上 拉动弹簧测力计。 （3）在表中的空格处填上第三次实验的机械效率。 （4）从实验数据分析可知：提升同一物体，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越 。,刻度尺,匀速,40%,结论：对于不同的滑轮组提升相同的物体时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低。,23,探究斜面机械效率跟哪些因素有关。,24,【知识回顾】(2min) 1、什么叫做有用功（W有 ）？ 。 2、什么叫做额外功（W额）？ 。 3、什么叫做总功（W总）？ 。 4、什么叫做机械效率（）？ 。,对人们有用的功,对人们没有用的功，但又不得不做的功,有

14、用功与额外功之和,有用功与总功的比值,25,探究 斜面的机械效率,猜一猜：斜面的机械效率可能和哪些因素有关？,1.斜面的光滑程度 2.斜面的高度 3.斜面的长度 4.,利用下列器材：长木板、小木块、弹簧测力计、刻度尺。 说一说你的设计思路？,26,实验装置：,F,S,h,1.测量小木块的重量，记录数据； 2.把小木块用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉；分别记录拉力F、木块沿斜面移动的距离s、木块上升的高度h； 3.改变斜面的倾斜程度，重复步骤2.,27,【自主学习】 1、我们利用斜面做功时，目的是把物体抬到一定高度处。我们不把它竖起提升，而是沿着斜面把它拉上去，这是为了省力。演示（如图1）：沿斜面拉

15、物体时，什么是有用功？ 。 什么是总功？ 。 如何计算斜面的机械效率？ 。,2、我们需要哪些测量仪器？ 。 需要测量哪些物理量呢？ 。 3、斜面的机械效率：= 。 4、你们准备怎样测量拉力的大小？ 。 5、知道了如何测量斜面的机械效率了，同学们猜想一下，斜面的机械效率可能与哪些因素有关呢？能说说你们的猜想依据吗？ 因素1 依据 。 因素2 依据 。,沿着斜面拉力所做的功,物重G 沿斜面的拉力F 斜面高h 斜面长s,倾斜程度越小，斜面越省力，拉力做的功越少,提升重物所做的功,刻度尺 弹簧测力计,沿斜面向上匀速拉动木块,斜面的粗糙程度,有用功一定，摩擦力越大，克服摩擦做的功越多,斜面的倾斜程度,2

16、8,1：在探究斜面机械效率与斜面倾斜程度的关系时，控制斜面的粗糙程度和物体重力一定，改变斜面的倾斜程度。 附表格一：,分析与论证：通过实验你得到的结论： 。,具体分析：,注：斜面高度一定时，斜面越平缓(或越长）越省力。,斜面的粗糙程度和物体重力一定，斜面倾斜角度越大，机械效率越高。,2,3.154,63.4%,2,2,75.8%,2.64,2.28,87.7%,29,2：在探究斜面机械效率与斜面粗糙程度的关系时，控制斜面的倾斜程度和物体重力一定，改变斜面的粗糙程度。 附表格二：,分析与论证：通过实验你得到的结论： 。,2,2,2,4.98,40.2%,3.984,50.2%,3.154,63.

17、4%,斜面的倾斜程度和物体重力一定，斜面越光滑，机械效率越高。,30,3：斜面机械效率是否与物体重力有关呢？应控制哪些量一定，改变什么量？能否说说你们的设计方案？ 附表格三：,分析与论证：通过实验你得到的结论： 。,2,3,3.32,6.64,60.2%,60.2%,其他条件相同时，斜面机械效率与物体重力无关,31,合作探究,合作探究，小组合作 斜面的长为20m, 高度为5m, 小明用手沿斜面方向用180N的力向上把重为600N的物体从斜面底端拉上斜面, 则 (1)有用功是多少？ (2)总功是多少焦耳？ (3)额外功是多少焦耳？ (4)这个斜面的机械效率是多大？,32,课堂检测：,1一个工人用

18、如图9所示的滑轮组提起重2000N的货物，所用的拉力是800N，绳子自由端被拉下4m，下列说法正确的是（ ） A总功是3200J，机械效率是40% B有用功是2000J，总功是3200J C有用功是3200J，机械效率是625% D总功是3200J，机械效率是625% 2.如图15-2-5所示，小刚用如图所示的动滑轮，拉着物体M以0.5 m/s的速度在水平面上做匀速直线运动，物体重20 ，它受到的摩擦力是物重的0.2倍，水平拉力为2.5 。2 s内拉力做的功是_，该动滑轮的机械效率是_。,图15-2-5,当堂检测：,BD,5,80%,33,3、小刚小组探究了影响滑轮组机械效率的因素后，联想斜面也是一种机械，那么斜面的机械效率与斜面的哪些因素有关呢?小刚猜想斜面的机械效率可能跟斜面的粗糙程度有关，小萌猜想可能跟斜面的倾斜程度有关。于是他们将一块长木板的一端垫高，构成长度一定、高度可调的斜面，用弹簧测力计拉着同一木块沿