15.2机械效率.ppt

1、为什么利用实际机械做的功大于不用机械直接用手做的功呢 ？,功的原理是什么？,使用任何机械都不省功。,温故而知新,有哪些办法可以将沙子运上三楼？,想一想：,对人们有用的功,对人们有用的功,不需要的，但又不得不做的功,不需要的，但又不得不做的功,在做有用功的同时，人们不需要但又不得不做的功，叫做额外功。,必须做的功，叫做有用功。,有用功加额外功是总共做的功，叫总功。,即：W总=W有用+W额外,用水桶从井中提水的时候，所做的功哪部分是有用功，哪部分是额外功？,提水所做的功是有用功，提水桶所做的功是额外功。,如果桶掉到井里，从井里捞桶的时候，捞上的桶里带了一些水，这种情况下哪部分是有用功，哪部分是额外

2、功？,提水桶所做的功是有用功，提水所做的功是额外功。,请算出有用功,额外功 总功分别是多少？,砂子重100N 人重400N 桶重20N 地面到三楼高6 m,砂子重100N 桶重20N 地面到三楼高6 m,砂子重100N 桶重20N 动滑轮重10N 地面到三楼高6 m,砂子重100N 动滑轮重10N 口袋重5N 地面到三楼高6 m,你希望额外功多些还是少些呢？,砂子重100N 人重400N 桶重20N 动滑轮重10N 口袋重5N 地面到三楼高6 m,你知道生活中的 一词吗？,种子的发芽率 工作效率,“率”,“率”=有用量/总量 表示事物某一方面的优劣。,请算出有用功占总功的百分比。,用哪种方法好

3、？,有用功跟总功的比值。,注：机械效率一般用百分数表示，没有单位。,2. 机械效率,我们总希望，有用功占总功的份额越大越好。,公式：,额外0，总有用所以,额外，总有用 所以,分析公式：,离心式水泵60%80%,柴油机28%37%,汽油机 22%27%,一些机械的机械效率,喷气发动机 50%60%,F做的功为总功,克服物体重力做功为有用功,克服滑轮重力做功为额外功（不考虑摩擦力）,f,F做的功为总功,克服物体所受摩擦力所做功为有用功,克服绳和轮、轮和轴间摩擦所做功为额外功,W有=G物h,W有=Ffs,W总=W有用+ W额外,公式（1） ：,公式（2） ：,W总=F动力s动力,作用在机械上的动力,

4、动力作用点移动的距离,机械效率公式：,判断：下面说法中是否正确 1因为有用功总小于总功，所以机械效率总小于1 2有用功越多，机械效率越高 3额外功越少，机械效率越高 4做相同的有用功，额外功越少，机械效率越高 5做相同的总功时，有用功越多，机械效率越高 6做的额外功一定时，总功越少，机械效率越高 7有用功在总功中占的比例越大，机械效率越高 8用不同的滑轮组，做的有用功相同时，机械效率一定相同,1、尽量减小额外功，采取加润滑油的办法减小摩擦力和减轻机械自重。 2、当额外功一定时，在机械能承受的范围内尽可能增加每次提起重物的重力。,斜面的机械效率和哪些因素有关？,1、提出猜想：,斜面的机械效率可能

5、和 有关。,2、参考器材：,长木板、小木块、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,（1）实验设计：,怎样计算总功？怎样计算有用功？ 实验中需要测量哪几个量？,斜面的倾斜角可调节,（2）进行实验：,测量小木块的重力，记录数据；,把小木块用弹簧秤沿斜面匀速向上拉；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。,改变斜面的倾斜程度，重复步骤。,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：,四、光滑程度一定 的斜面，越陡，越费力，机械效率越高。,1、某同学用动力臂是阻力臂2倍的杠杆将重400N的石头

6、抬高20cm,手向下压的力是220N,手下降的高度是 cm,人做的功是_J,有用功是_J,这根杠杆的机械效率是_.,巩 固 练 习,40,88,80,90.9%,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？,巩 固 练 习,S=nh=9m2=18m,3、如图所示，为使重为1500N的物体匀速移动到长100m斜面的顶端，若斜面的高为10m.需用180N的推力，则这个斜面的机械效率是多少？,巩 固 练 习,解：,4、一斜面L为6米，h 为2米，要将60的重物拉至斜面顶端，所用的力至少是多少？若实际拉力F是30，那么拉力做功多少？机械效率为

7、多少？摩擦力f为多少？,光滑时用力最少 由h得F=Gh/L=60N2m/6m=20N,实际拉力做的功W总=F实L=30N6m=180J 机械效率=W有用/W总=Gh/ W总=60N2m/180J=66.7%,摩擦力:Ff=F实F=30N20N=10N Ff=W额/L=（W总W有用）/L=（180J120J）/6m=10N,解：,1.如图所示，使用滑轮组提升重物，物重G=1000N，拉力F=250N，将重物提高2m（绳在拉伸过程中不伸长），求：（1）有用功W有=？总功 W总=？机械效率=？ （2）若绳子自由端提升的速度为0.5m/s，在5秒钟内重物升高多少米？,解：,s=nh=52m=10m,S

8、=vt=0.5m/s5s=2.5m,h=s/n=2.5m/5=0.5m,知识拓展,有用功和总功的寻找,有用功和总功的寻找方法 1、W有为滑轮组对物体的拉力所做的功。 （一般从滑轮组直接对物体施加的力入手） 2、W总为动力对滑轮组所做的功。 （一般从动力为人手处入手）,F,小结：,W总=Fs,F拉,W有 = F拉 h,W有= G物 h,滑轮组的机械效率,=,小结：,1、用右图的滑轮组将G=1200牛的重物匀速拉高1米，滑轮组的机械效率为，则此过程中有用功等于多少？额外功等于多少？需要的拉力为多大？,解：,2、用如图所示的滑轮组匀速提起重物，当被提起的重物G=320N时，绳端的拉力F=200N（不

9、计绳重和摩擦）求： （1）该滑轮组的机械效率？ （2）动滑轮的重力为多少？ （3）若被提起重物为G1=420N，滑轮组的机械效率 ？,解：,影响滑轮组机械效率高低的因素总结： （若忽略绳重及摩擦）,F,小结：,可知： G物一定时，G动越大，滑轮组的机械效率就越小； G动一定时，G越大，滑轮组的机械效率就越大。,1、小明在“测滑轮组机械效率”的实验中，用如图甲所示的滑轮组进行了三次试验，试验数据如下表：,（1）分析表中数据，回答以下问题： 表中有一个数据的记录是错误的，错误的数据 ; 第3次实验中滑轮组的机械效率_； 滑轮组的机械效率与_ _无关； （2）小红在小明实验的基础上多使用了一个滑轮也

10、做了试验，如乙图所示， 小红多使用了一个滑轮，目的是为了改变_ 当这两位同学使用各自的滑轮组提升相同的重物时，若忽略绳重及摩擦，它们的机械效率_（选填“相同”或“不相同”），理由：_ （3）小刚利用丙图的滑轮组提升同一个重物，若忽略绳重及摩擦，与乙图相比（已知：G丙动G乙动)，它的机械效率将_（选填“增大”“减小”或“不变”），理由是：_,17cm（或5cm）,80%,物体上升的高度,拉力的方向,相同,所做的有用功与总功的比值不变,F,G,甲 乙,减小,所做的有用功与总功的比值减小,F,丙,2、如图所示，规格完全相同的绳子绕成甲、乙两个滑轮组，分别提升重为G1和G2的两个物体，不考虑绳重及摩擦

11、，比较它们的省力情况和机械效率。( ) A.若G1=G2，则 F1F2，甲的机械效率高 C.若G1F2，甲、乙的机械效率相同 D .若G1G2，则 F1F2，乙的机械效率高,答案：D,D,答案：18N,3、在下图中，物体A在地面匀速运动，地面对A的摩擦力是8N，A物体的重力是9N，弹簧测力计示数是F=5N，求滑轮组的机械效率？,4、一质量为6kg的石块，沉在装水的容器底部，某同学用一动滑轮将石块从水中匀速提起1m，但石块没有露出水面，如图所示，已知绳的自由端拉力为25N，求石块在上升过程中： （1）石块受到的浮力为多少？ （2）绳的自由端拉力做功为多少？ （3）动滑轮的机械效率为多少？ （石=3103kg/m3，g=10N/kg）,20N,50J,90%,5、利用图所示装置,把质量为30kg、密度为3103kg/m3的薄石块从水面下4m处拉出水面后,再提升了10m,动滑轮重为40N(不计绳重与滑轮间 的摩擦,设石块的两个上升过程都为匀速,g取10N/kg).求:石块离开水面前与离开水面后,这个装置的机械效率分别是多少?(可近似认为石块离开水面前浮力大小不变，结果保留一位小数).,1=T/Fn=T/（T+G动）=83.3,F浮=水gV排=100N T=G-F浮=300N-100N=200N,解：石块离开水面前 V排=V石=m/石