資源簡介

(共34張PPT)
第4節 機 械 效 率
第十二章——簡單機械
理解什么是機械效率。 （重點）
02
了解什么是有用功、額外功和總功。（重點）
01
會測定某種簡單機械的機械效率。（重點）
03
了解如何提高機械效率。（重點）
04
學習目標
有的機械可以省力，有的機械可以改變作用力的方向或達到“省距離”的效果。
怎樣判斷使用機械是否省功呢
那么，使用機械能省功嗎
情境導入
新課講解
研究使用動滑輪是否省功
1.用彈簧測力計將鉤碼緩慢地提升一定的高度，計算拉力所做的功。
2.用彈簧測力計并借助一個動滑輪將同樣的鉤碼緩慢地提升相同的高度，計算拉力所做的功。
進行實驗：
一、有用功和額外功
新課講解
實驗記錄：
物重G/N 物體移動距離h/m 直接提起物體做功W直 拉力F/N 繩子移動距離s/m 用裝置拉起來做功W機
一、有用功和額外功
新課講解
使用動滑輪會省力，但由于滑輪的自重以及摩擦等因素的影響，需要額外多做一些功，即使用動滑輪不省功。
【實驗結論】
☆功的原理：使用任何機械都不省功
認識：有用功、額外功和總功
用動滑輪提升重物
目的：把重物提升一段距離
對重物做功 Gh:
提升繩子所做的功
提升動滑輪所做的功
克服摩擦力所做的功
動力所做的功Fs
對人們無用
但又不得不做的功
對人們有用必須做的功
有用功
額外功
總功
什么是有用功、額外功和總功？
(1)有用功(W有)：為了達到目的，必須做的功。
(2)額外功(W額)：為了達到目的，并非我們所需 要但又不得不做的功。
(3)總功(W總) ：動力所做的所有功。
三種功之間的關系:
目的：把重物提升一段距離
W總= W額+ W有
例1.我們用水桶從井中汲水，那么對桶中的水做的功是_______，對水桶做的功是_______，拉力所做的功是________。假如水桶掉進了井中，打撈起水桶的過程中，對桶中的水做的功是_______，對水桶做的功是_______。(均選填“有用功”“額外功”或“總功”)
有用功
總功
額外功
額外功
有用功
變式1.體重是 400 N的同學用重 10 N的水桶，提起重為 100 N的水沿樓梯送到 5 m高的宿舍里使用，完成這一次提水，所做有用功和額外功分別是（ ）
A. 500 J 、 50J B. 500 J 、 2 050 J
C. 550 J 、 2 000 J D. 2 500 J、 50 J
B
機械效率
在使用機械工作時，有用功在總功中所占份額越多越好。它反映了機械的一種性能，物理學中表示為機械效率。
知識點二
定義：有用功與總功的比值叫做機械效率，通常用百分率表示
η＜1
機械效率是一個比值，沒有單位
焦耳( J )
η ：機械效率
W有：有用功
W總：總功
在總功一定的情況下，人們希望有用功越_____越好，額外功越_____越好。
多
少
生產生活中常見機械的機械效率
起重機40%~50%
汽油發動機：22%~27%
柴油發動機：28%~30%
抽水機60%~80%
例3.起重機把量為0.5t的重物勻速提升了3m，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？g取10N/kg。
解：起重機勻速提升重物所用的力與物體所受的重力大小相等
F=G=mg=0.5×103kg×10N/kg=5×103N
起重機提升重物所做的功是有用功
W有=Fh=5×103N×3m=1.5×104J
如：機械效率為44%，表示做功過程中，有用功占總功的44%。
起重機電動機所做的功是總功
W總=3.4×104J
能量來源
例4.用500N的力拉著滑輪組繩子的自由端移動8m，可將滑輪組懸掛的重為1500N的物體勻速提高2m，則額外功占總功的百分比是（ ）
A.25% B.75% C.15% D.85%
A
例4.用500N的力拉著滑輪組繩子的自由端移動8m，可將滑輪組懸掛的重為1500N的物體勻速提高2m，則額外功占總功的百分比是（ ）
A.25% B.75% C.15% D.85%
A
(1)機械效率可以提高到100% 。( )
(2)機械效率高的機械，做的有用功多。( )
(3)做功慢的機械，機械效率不一定低。 ( )
(4)機械越省力，其機械效率越高。( )
(5)有用功一定時，減少額外功能提高機械效率。( )
概念辨析
×
×
×
機械效率 功率
定義 有用功與總功的比值 功與做功時間的比值
物理意義 反映機械做功性能的好壞 表示物體做功的快慢
公式
單位
說明 機械效率和功率是兩個不同的物理量， 它們之間沒有直接關系 機械效率與功率有關系嗎？
對比
無單位，用百分數表示
瓦(W）
測量滑輪組的機械效率
設計實驗：
需要測量哪些物理量？用什么測量工具？怎樣計算有用功和總功？
需要哪些實驗器材？
實驗原理：
二、機械效率
二、機械效率
1.測出鉤碼重力，再按圖所示組裝滑輪組。記下鉤碼和繩端的位置。
2.勻速拉動彈簧測力計，讀出拉力F 的值，記下鉤碼和繩端的末位置，并用刻度尺測出鉤碼移動的距離與繩子移動的距離。
3.計算機械效率。
進行實驗：
二、機械效率
次數 鉤碼所受重力G/N 提升高度h/m 有用功W有/J 拉力F/N 繩端移動的距離s/m 總功W總/J 機械效率η
1 1 0.044 0.044 0.45 0.131 0.059
2 1.5 0.055 0.0825 0.65 0.164 0.1066
3 2 0.035 0.07 0.8 0.11 0.088
1.用同一滑輪組提升不同的重物，重物越重，機械效率越高。
2.不同的滑輪組，機械效率不同
結論：
1.動滑輪重(動滑輪重減小，機械效率提高)
2.摩擦(輪與軸及輪與繩之間)、繩重
(減小摩擦、繩重可以減少額外功，提高機械效率)
二、機械效率
思考：你覺得除此之外還有什么其他的因素會影響機械效率呢？
在機械能承受的范圍內，盡可能增加每次提升重物的重量。
當額外功一定時，增大W有
3.1滑輪組
①（真實情況）考慮所有的額外功時：
②（半理想）不考慮繩重和摩擦力，只考慮動滑輪重時：
滑輪組豎放
例6（真實情況）使用如圖滑輪組拉動一個物體，自由端拉力F=60N，用時20s拉動物體上升了2m，G物＝150N，
（1）求有用功
（2）總功
（3）額外功
（4）機械效率
例7.（半理想）用如圖所示的滑輪組提升重9N的物體，使物體勻速上升0.05m，彈簧測力計的示數為4N。不計摩擦和繩重。
滑輪組橫放
例8.在水平面上拉一個重5N的物體，物體水平移動4m，拉力為4N，物體所受摩擦力5N，求機械效率？
f
F
W有用=G·h
W總=F·l
W額外=f·l
不做功
3.2斜面
W額外=W總-W有用
例9.在斜面上拉一個重5N的物體到高處(圖12.3-3)，沿斜面向上的拉力為2N，斜面長1.2m、高0.3m。把重物直接提升h所做的功作為有用功，求這個斜面的機械效率和斜面的摩擦力。
W有用=G·h
W總=F·l
W額外=W總-W有用
W額外=f·l
有用功：
總功：
機械效率：
額外功：
對重物所做的功是有用功;克服動滑輪本身所受的重力、摩擦力、繩重等所做的功是額外功。
起重機做的額外功是由動滑輪、起重臂和鋼絲繩所受到的重力及摩擦引起的。
解：有用功：
總功：
機械效率：
可能是使用的動滑輪所受的重力不同、摩擦力不同等。
沒有。因為使用機械做功時，必然要克服機械本身所受的重力、摩擦等因素而多做一些功，即有用功一定小于總功，機械效率一定小于100%。使用滑輪組提升重物時，為了提高機械效率，可以使用輕質的動滑輪和繩子，減小滑輪和軸間的摩擦，增大重物的質量。
解：有用功：
總功：
機械效率：
拉力的功率：
下 課
Thanks!
https://www.21cnjy.com/recruitment/home/fine

展開更多......

收起↑