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(共34張PPT)
第十二章簡單機械
第4節(jié)機械效率
1、什么叫有用功？什么叫額外功？什么叫總功？
2、什么叫機械效率？機械效率的公式.
3、如何提高機械效率？
學(xué)習(xí)目標(biāo)
功的原理視頻
用圖1所示的滑輪來提升重10N的物體，動滑輪重2N，若把重物提升1m，求拉力做的功？動滑輪的掛鉤對重物的拉力做的功？
解：
W1=FS=6N×2m=12J
F= (G物+G輪)= (10N+2N)=6N
S=2h=2×1m=2m
W2=Gh=10N×1m=10J
使用機械能夠省力
使用機械能夠省功嗎？
使用任何機械都不省功
1、什么叫有用功？什么叫額外功？什么叫總功？
有用功：對人們有用的功叫有用功
W有=Gh
額外功：對人們無用但又不得不做的功叫額外功
W總=FL
總功：有用功與額外功的總和叫總功
不用機械直接用手所做的功
使用機械所做的功
知識點一有用功額外功
你會選哪種方法呢？
試分別計算三種情況的有用功、額外功、總功
2、什么叫機械效率？機械效率的公式.
機械效率:
有用功跟總功的比值叫作機械效率
公式：
機械效率一般用百分?jǐn)?shù)表示，沒有單位
有用功總小于總功，所以機械效率總小于1
知識點二機械效率
起重機的機械效率是60%
它表示什么意思？
使用起重機提升重物時所做的有用功跟總功的比值是60%，也可以說有用功在總功中占有60%，另外的40％是額外功．
例1.起重機把質(zhì)量為0.6t的重物提升了3米，而它的電動機所做的功是3.4×104J,起重機的機械效率是多少
解:
例題講解
判斷：下面說法中是否正確．
1．有用功越多，機械效率越高
2．額外功越少，機械效率越高
3．物體做功越慢，機械效率越低
4．做總功越多，機械效率越低
5．做相同的有用功，額外功越少，機械效率越高
6．做相同的總功時，有用功越多，機械效率越高
7．用不同的滑輪組，做的有用功相同時，機械效率一定相同
8．因為有用功總小于總功，所以機械效率總小于1
9．做的額外功一定時，總功越少，機械效率越高
10．有用功在總功中占的比例越大，機械效率越高．
例2. 用一動滑輪將重200N的砂子提到9m高的腳手架上，所用力是120N，求有用功、總功機械效率各是多少？
解：
實驗：測滑輪組的機械效率
探究實驗
需要測出哪些物理量？每個量怎樣測量？
刻度尺、鉤碼、彈簧秤、滑輪組兩個、鐵架臺、長約2m的細繩。
實驗器材：
鉤碼的重G、鉤碼上升的高度h、拉繩子的力F、繩子的自由端移動的距離L
100
0.05
40
0.15
100
25
0.05
5
6
83.3
5
0.25
6.25
80
探究：斜面的機械效率與斜面的傾角的關(guān)系
斜面的效率視頻
斜面的機械效率與斜面的傾角
有什么關(guān)系？
傾角越大，壓力越小，摩擦力越小，額外功越小，效率越高
傾角越小，壓力越大，摩擦力越大，額外功越多，效率越低
3、如何提高機械效率？
提高機械效率的方法:
①減小機械自重
②減小機械間的摩擦力。
③同一機械重物越重機械效率越高。
1．如圖所示，繩子的一端固定，另一端繞過一個重G的油桶，在繩子的自由端用大小不變的水平拉力F，使油桶沿水平地面勻速滾動了一段距離S，在此過程中拉力F所做的功為
（ ）
A．FS B．GS C．2FS D．（G+F）S
C
隨堂練習(xí)
2．一人用如圖所示裝置拉汽車．汽車以0.2米/秒的速度勻速前進了1米．此時測力計的示數(shù)為400牛，則汽車受到的阻力是______牛，人拉車做的功是_____焦，人拉車的功率為________瓦．
600
120
600
3．如圖所示，甲、乙兩物體質(zhì)量相同，在拉力F1、F2作用下分別沿光滑斜面勻速拉到頂端，則下列說法正確的是（　　）
A．拉力F1做的功比F2做功多
B．拉力F2做的功比F1做功多
C．兩者所做的功一樣多
D．條件不足，無法判斷
C
4．如圖甲所示，一物體置于斜面上剛好能沿斜面勻速下滑，現(xiàn)用一沿斜面向上的拉力F使該物體沿斜面向上勻速滑動，如圖乙所示，則可知此時斜面的機械效率是（　　）
A．25%
B．50%
C．75%
D．條件不足，無法確定斜面具體的機械效率
B
5．利用如圖所示的動滑輪將重為G的物體勻速地拉上斜面，設(shè)斜面長為L，高為h，滑輪的重力及摩擦力均不計，根據(jù)功的原理，則拉力為（　　）
A．
B．
C．
D．
C
6．質(zhì)量是6 kg的物體A放在水平桌面上，利用下圖裝置使物體以0.2 m/s的速度做勻速直線運動，彈簧測力計始終保持水平，其示數(shù)為2 N，不計繩子的伸長和滑輪組內(nèi)部的摩擦，則（g取10 N/kg）
（1）作用在繩端的拉力F為＿＿＿N
（2）水平桌面對物體A的摩擦力是＿＿＿N
（3）在10 s內(nèi)拉力作用點移動＿＿＿m
A
F
2
6
6
7、如圖所示，利用輕質(zhì)滑輪組勻速拉動水平地面上重為300N的物體，拉力F的大小為10N,則A處的拉力大小和物體收到的摩擦力分別是多少？
( )
A.20N,20N
B.40N,20N
C.40N,20N
D.30N,30N
A
8．如圖所示的滑輪組將重G＝12 N的物體勻速提升20 cm。所用的拉力F＝5 N，所做的有用功為 J，機械效率為 ，當(dāng)改為提升18 N的重物時，該滑輪組的機械效率為 。（忽略繩重和滑輪與軸的摩擦）
2.4
80%
85.7%
F
G
9．如圖所示，每個滑輪均重12 N，用滑輪組拉著重1 000 N的物體A沿水平方向以0.2 m/s的速度勻速向左移動，拉力F的功率為32 W。（不計繩重及機械內(nèi)部摩擦）求：
（1）拉力F的大小；
（2）滑輪組的機械效率。
A
F
86N
93 ％
10、如圖甲所示的滑輪組，每個滑輪等重。不計繩重和摩擦，物體重G1從200N開始逐漸增加，直到繩子被拉斷。每次均勻速拉動繩子將物體提升同樣的高度。圖乙記錄了在此過程中滑輪組的機械效率隨物體重力的增加而變化的圖像。
(1)每個滑輪重多少N
(2)繩子能承受的最大
拉力是多少N
(3)當(dāng)滑輪組的機械
效率為80％時，物體
重多少N
（1）100N；
（2）500N；
（3）800N
11、如圖，用甲、乙兩種方式在相同時間內(nèi)將同一物體勻速提升相同高度時，拉力做功的功率為P甲、P乙，機械效率分別為η甲、η乙(不計繩重與摩擦).下列判斷正確的是( )
A. P甲= P乙,η甲=η乙
B. P甲＜P乙,η甲＞η乙
C. P甲＜P乙,η甲=η乙
D. P甲＞P乙,η甲＞η乙
B
12、水平地面上的圓桶裝有體積為0.01 m3的水，圓桶與地面接觸面積為0.2 m2，g取10 N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3，桶自重忽略不計，求：(1)這桶水的質(zhì)量；(2)這桶水對地面的壓強；(3)如圖，若用動滑輪將此桶水勻速提升1 m，所用拉力60 N，求動滑輪的機械效率.500Pa10kg83.3％A,10N
B,20N
C,300N
D,50N
B
13,在圖中，物體A重50N，物體B重30N，物體A在物體B的作用下向右做勻速直線運動。如果在物體A上加一個水平向左的力F拉動物體A，使物體B以0.2m/s的速度勻速上升，則F最小是_________N。（滑輪和繩子的重以及繩子與滑輪之間的摩擦均不計）
實驗次數(shù) 物重G/N 測力計的示數(shù)F/N
1 1.00 0.65
2 1.50 0.90
3 2.00 1.15
14、小凡同學(xué)在“探究定滑輪和動滑輪特點”的實驗中，裝置圖如圖所示．（1）在探究定滑輪時，照圖乙操作，覺得讀數(shù)不方便，于是把測力計倒過來，即測力計吊環(huán)系在拉繩上，用手拉掛鉤，測力計的示數(shù)會________（“變大”“變小”或“不變”），其理由是_______________________．（2）在探究動滑輪時，照圖丙操作，記錄數(shù)據(jù)如下表，分析數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，測力計的示數(shù)F大于物重G的一半，與課本結(jié)論存在差異，其原因是___________________．請給出一條減小此差異的建議__________________________．
變小
彈簧測力計自身有重力
定滑輪自身有重力
將動滑輪的重考慮在物體里
15、為了將放置在水平地面上、重為100N的重物提升到高處．小明同學(xué)設(shè)計了如圖（甲）所示的滑輪組裝置．當(dāng)小明所用的拉力F隨時間變化的圖象如圖（乙）所示，重物的速度υ和上升的高度h隨時間t變化的圖象分別如圖（丙）和（丁）所示．不計摩擦和繩重，繩對滑輪的拉力方向均可看成在豎直方向．則：
A,0～1s地面對物體支持力是10N，
B,在1～2s內(nèi)，拉力F做的功為187.5J．
C,在2～3s內(nèi)，拉力的功率是100W
D,動滑輪的重為30N．
( )
B

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