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(共21張PPT)
第九章 機械和功
第5節 探究——使用機械是否省功
省力
省距離
使用機械是否能省功？
新知導入
學習目標
1.了解有用功和額外功；
2.了解機械效率并會進行簡單的計算；
3.認識什么是斜面。
如圖甲所示，用彈簧測力計將重物緩慢地提升一定的高度，計算拉力所做的功。設物重為G ，提高的高度為h。所做的功：W1=G·h （此時 F=G ）
如圖乙所示，利用動滑輪把同一個重為G的物體，提高 h 的高度。動力所做的功：W2=F′·s
研究使用動滑輪是否省功
實驗
甲 乙
【實驗設計】
有用功和額外功
一
新知學習
所以：W1= W2
結論：使用機械做的功和直接用手做的功相等。
甲 乙
【理論分析】
如果忽略動滑輪重和滑輪與繩子間的摩擦：
但實際上，在使用動滑輪的時候，還得克服動滑輪的重力，以及繩子與滑輪之間的摩擦做功。所以，使用機械不能省功，還需要額外多做一部分功。
大量實驗表明：使用任何機械都不能省功。
1.有用功（W有）：為了達到目的，人們必須做的對人們有用的功。
若用滑輪組提升鉤碼，不得不克服動滑輪本身所受的重力以及
摩擦力等因素的影響而做功（對目的沒有用，但不得不做的功）。
W有=G·h
在上面的實驗中，克服鉤碼的重力所做的功就是有用功：
2.額外功（W額） ：人們并不需要但為了達到目的又不得不做的功。
3.總功（W總）：有用功跟額外功的總和叫總功。
（使用機械時，動力所做的功）。
W總=W有+W額
用水桶從井中提水的時候，所做的功哪部分是有用功，哪部分是額外功？
提水所做的功是有用功；提水桶所做的功是額外功。
如果桶掉到井里，從井里撈桶的時候，撈上的桶里帶了一些水，這種情況下哪部分是有用功，哪部分是額外功？
提水桶所做的功是有用功；提水所做的功是額外功。
判斷有用功和額外功，一定要弄清楚目的。
想想議議
在保證所做有用功一定的情況下，人們總是希望額外功越少越好。即額外功在總功中所占的比例越少越好。物理學中，將有用功跟總功的比值叫做機械效率。
【小結】
（1）機械效率通常用百分數表示，沒有單位。
1. 定義：有用功跟總功的比值叫機械效率（η）
（2）機械效率總小于1 。
（因為有用功總小于總功）
2. 公式：
3. 特點：
機械效率
二
使用起重機提升重物時所做的有用功跟總功的比值是50%，也可以說有用功在總功中占的比例是50%，另外的50％是額外功。
起重機的機械效率是50%，它表示什么意義？
物理意義：機械效率是標志機械做功性能好壞的重要指標，機械效率越高，機械的性能越好。
一些機械的機械效率
抽水機 60%～80%
起重機 40%～50%
噴氣發動機
50～60%
柴油機:
28%～40%
例題：一臺起重機將重3600 N的貨物提高5 m。求：
(1) 起重機做的有用功是多少？
(2) 如果額外功是12000 J，起重機的機械效率是多少？
解：(1) W有＝Gh＝3600 N×5 m＝18000 J；
(2) 如果額外功是12000 J，則總功為：
W總＝W有+W額＝18000 J+12000 J＝30000 J；
起重機的機械效率：
W有用
W總
×100%＝
η＝
1.8×104 J
3×104 J
×100%＝60%。
斜面也是一種簡單機械，使用斜面能夠省力。
1.斜面
斜面
三
一個與水平面成一定夾角的傾斜平面。
斜面的應用
螺旋——特殊的斜面
螺旋可以看作是繞在圓柱上的斜面。飲料瓶瓶蓋、木螺絲、螺桿、螺母等都是利用螺旋的裝置。
有用功跟總功的比值叫做機械效率
探究使用機械是否省功
有用功
對人們有用的必須要做的功
并非我們需要但又不得不做的功
有用功與額外功的總和
機械效率總小于1
機械效率
額外功
總功
課堂總結
斜面：一個與水平面成一定夾角的傾斜平面
1.如圖，用滑輪組將一重物豎直向上勻速提升 2m，所用拉力 F=100N，若該過程中滑輪組的機械效率為 80%，則滑輪組對重物做的有用功為______J。
320
課堂練習
2.關于機械效率的說法中正確的是（ ）
A．越省力的機械，效率越高
B．做有用功越多的機械，效率越高
C．做相同的功，額外功的值越小，效率越高
D．做功越快的機械，效率越高
C
3.某實驗小組分別用如圖所示的甲、乙兩個滑輪組（每個滑輪重相同）勻速提起相同的重物，不計繩重及摩擦，下列說法正確的是（ ）
A.甲圖省力 機械效率甲圖大
B.甲圖省力 機械效率一樣大
C.乙圖省力 機械效率一樣大
D.乙圖省力 機械效率乙圖大
C
4.用一個動滑輪，將200N的物體勻速提升2m，所用的拉力F為120N，此動滑輪的機械效率是多少？
已知：G =200N，h =2m，F =120N，s =2h=4m。
求：η。
解：W有 =Gh = 200N×2m = 400J；
W總 =Fs = 120N×4m = 480J。

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