資源簡介

(共25張PPT)
物理 滬粵版
九年級上冊
第十一章 機械功與機械能
11.3 如何提高機械效率
新課引入
新課講授
隨堂練習
課堂小結
新課引入
生活中我們常常會遇到“效率”這個詞，利用機械幫助我們完成某項任務，也會涉及效率問題，這節課，我們就來學習機械效率。
新課講授
什么是有用功與額外功
知識點1
1. 有用功：我們需要的、有價值的功，叫有用功，記作W有用。例如，在使用滑輪組時，提升重物所做的功。
2. 總功：動力對機械做的功，叫總功，記作W總。例如，在使用滑輪組時，繩子自由端拉力所做的功。
3. 額外功
（1）定義：對人們既無利用價值又不得不做的功，叫額外功，記作W額外。
（2）額外功產生的主要原因
①提升物體時，克服機械自重、容器自重等所做的功。
②克服機械的摩擦所做的功。
區分有用功、額外功的關鍵是看做功過程中的目的是什么。同一做功過程，目的不同，功的性質可能不同。
點撥
在提水過程中，對桶做的功是額外功，無價值但不得不做，對水做的功是有用功。
若水桶掉入井中，在撈桶的過程中，對桶做的功是有用功，對水做的功是額外功。
4. 在實際使用機械做功時，總功應等于有用功與額外功之和，即W總=W有用+W額外。由于存在額外功，即W額外>0，因此，總功必定大于有用功，即W總>W有用。
1. 定義：在物理學中，把有用功W有用與總功W總的比值，叫機械效率。
2. 公式：如果用 η 表示機械效率，那么η = ×100%，機械效率常用百分率來表示。
3. 對機械效率的理解
（1）由于額外功不可避免，有用功總是小于總功，所以任何實際機械的機械效率η都小于1。
什么是機械效率
知識點2
（2）根據 η = ×100% 可知，當 W有用 一定時，W額外越大，η 越小；W額外一定時，W有用越大，η 越大。
（3）機械效率的高低并不決定使用機械是省力還是費力，效率高只說明有用功在總功里所占的比例大。省力還是費力是指使用機械時所用動力的大小，機械效率高并不一定省力。
（4）機械效率不是機械的一種固定性能，在完成不同任務的過程中，同一個機械的機械效率可能不同。
使用機械或省力，或省距離，但使用任何機械都不能省功；使用機械要多做額外功，比直接用手效率更低。
測量滑輪組的機械效率
1. 實驗步驟
（1）組裝一個如右圖所示的滑輪組，并用它來提升重物。
（2）用彈簧測力計測出鉤碼的重力 G。安裝好滑輪組后，先在細繩與定滑輪相切處用色筆在細繩上做個記號，再勻速拉動彈簧測力計，提升2個鉤碼，此時彈簧測力計的示數即為拉力 F。
（3）用刻度尺量出鉤碼上升的高度 h 以及細繩色點到與定滑輪相切處的距離，這個距離就是細繩自由端通過的距離 s。
（4）用 η =×100% = ×100% 算出滑輪組工作時的機械效率。
（5）改變物重，重復進行實驗。
2. 實驗結論：滑輪組的機械效率與所提重物有關，使用同一滑輪組提升不同重物時，重物越重，機械效率越高。
3. 改變動滑輪的重力，重復上述實驗。
4. 實驗結論：在提起同樣重的物體時，動滑輪越重、摩擦力越大，滑輪組的機械效率越小。
影響滑輪組機械效率的因素
摩擦、繩重（輪與軸及輪與繩之間）
（減小摩擦可以減少額外功，提高機械效率）
如：加強機械運動部位的潤滑、采用輕質細繩
物重
（物重增加，機械效率提高）
動滑輪重
（動滑輪重減小，機械效率提高）
機械效率與功率的區別
幾種簡單機械的機械效率
知識點3
1.杠桿
有用功：
總功：
機械效率：
2. 滑輪組豎放（不計繩重、摩擦）
有用功： 額外功：
總功：
機械效率：
3.滑輪組橫放（不計繩重）
有用功：
總功：
機械效率：
4.斜面
有用功：
額外功：
總功：
機械效率：
課堂小結
隨堂練習1
D
隨堂練習2
省力
70%
隨堂練習3
C
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