資源簡介

(共19張PPT)
第十一章 力與功
11.3 如何提高機械效率
學習目標
1.知道有用功、額外功和總功的基本定義，以及他們之間的關系（重點）
2.理解機械效率，會測算滑輪組的機械效率（難點）
3.知道機械效率總小于1，知道提高機械效率的方法和意義
預習檢測
1. 滑輪組和挖掘機提升重力所做的功，是我們需要的、有價值的功，叫做 ，動力對機械做的功叫做總功，對人們既無利用價值又不得不做的功，叫做 。
2.有用功在總功中占的比例越大越好，比例越大說明機械工作效率越高，有用功與總共的比值叫做 。
有用功
額外功
機械效率
走進新課
觀察與分析
工人嘗試多種方法將沙子運送到樓頂，觀察他的運送方式并進行受力分析
提桶上樓
F拉
G
工人對桶存在一個向上的拉力，桶和沙子存在一個向下的重力，把手部分存在有摩擦力。
用袋子裝著上樓
G
F拉
用滑輪運上樓
G
F拉
工人對袋子存在一個向上的拉力，袋子和沙子存在一個向下的重力，抓袋子部位存在有摩擦力。
工人對繩子存在一個向下的拉力，袋子和沙子存在一個向下的重力，抓繩子部位已經繩子和滑輪之間存在有摩擦力。
哪一種方法更好呢？
知識點1
什么是有用功與額外功
實驗與探究
將一個重為5kg的重物豎直緊貼放在一個粗糙面上，向上勻速拉動重物，觀察彈簧測力計的示數，并記錄重物移動的距離。比較彈簧測力計的示數與重物的大小。
彈簧測力計的示數略微大于重物本身的重量
彈簧測力計的示數略微大于重物本身的重量
有一部分力被消耗，這部分消耗的力以摩擦力的形式存在
這部分以摩擦力的形式做的功，這部分對人們沒有利用價值的功稱為無用功或者稱為額外功
作用在重物上的力使得重物提起來的功，這部分對人們有價值的功稱為有用功
拉動重物的拉力所做的功叫做總功。記作W總
W總= W有用+W額外
實際使用機械做功時，總共應該等于有用功與額外功之和
由于存在額外功，也就是W額外>0,所以總共一定大于有用功
W總> W有用
小練筆
某同學不小心把水桶掉進井里，當他把桶從井里撈上來時，桶里帶了一些水，下列有關有用功、額外功、總功的說法中正確的是（ ）
A.克服桶的重力做的功是總功
B.克服桶內水的重力做的功是有用功
C.克服桶的重力做的功是有用功
D.克服桶內水的重力做的功是總功
B
知識點2
什么是機械效率
日常生活中，我們非常重視效率，無論是學習效率，還是工作效率，那么人們使用機械時利用效率又是多少呢？
事實上，使用機械時，額外功是非常多的，所以機械效率不是特別高。
物理學中，有用功W有用與總功W總的比值，叫做機械效率，用η表示（常用百分率來表示）。
η100％
總功中存在有部分額外功，所以有用功一定小于總功，這也是為什么機械效率一定小于1的原因。
實驗與探究
如圖所示，勻速提起重物，分小組完成實驗，不同小組所提的重物的重量不同，記錄彈簧測力計的示數以及不同重物的重量。
小組 砝碼重量 彈簧測力計示數
1
2
3
實驗結果表明提不同重物時，機械效率也各不相同。
得出結論：同一滑輪組，提起的物體越重，滑輪組的機械效率越高。
提高機械效率的方法：①改進機械結構，使其更合理、更輕巧②定時保養，使機械處于良好的運轉狀態。
拓展延伸
如何提高滑輪組的機械效率
①減小動滑輪的重量，提重物的過程中部分力會有部分力用于提起動滑輪，動滑輪越輕消耗的力越少。
②增加重物的重量，重物的重量越大，有用功越多，機械效率也會越大。
③減小繩子與滑輪之間的摩擦，繩子在移動的過程中，滑輪組與繩子間的摩擦都算額外功。
小練筆
下列關于機械效率的說法正確的是（ ）
A.越省力的機械，機械效率越高
B.做功越少的機械，機械效率越低
C.做功越慢的機械，機械效率越低
D.總功相同，有用功越大的機械，機械效率越高
D
歸納總結
1.使用機械時，對人們有用的功叫做有用功，對人們無用但是又不得不做的功叫額外功，總功是有用功和額外功之和。三者的關系用字母表示：W總= W有用+W額外
2.物理學中，將有用功和總功的比值叫做機械效率，用字母η表示，額外功不可避免，因此有用功總小于總功，所以機械效率總是小于1。
3.機械效率的高低表示有用功在總功中所占比例的大小，并不是機械做功的多少。
隨堂練習
有用功、額外功、總功
1.小明同學的體重為500N，他用重為10N的水桶提著重為100N的水登上5m高的教室使用，在這一過程中，他做有用功和額外功分別是（ ）
A.500J 50J B.500J 2550J
C.550J 2500J D.3000J 50J
A
機械效率
2.（多選）兩臺機器，甲的機械效率比乙的機械效率高，下列說法中正確的是（ ）
A.甲做的有用功一定比乙做的有用功多
B.兩臺機器在做的總功相等時，甲做的有用功一定比乙做的有用功多
C.兩臺機器做的有用功相等時，甲做的總功少
D.兩臺機器做的總功相等時，乙做的額外功少
BC
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