資源簡介

(共42張PPT)
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如何提高機械效率
導入新課
學習和工作要講究效率，使用機械也要講效率。那么，什么是機械效率呢？
學習目標
1. 知道有用功、額外功、總功的概念，以及它們之間的關(guān)系。
2. 理解機械效率的定義，會用機械效率的公式進行簡單計算。
機械功原理告訴我們，使用任何機械都不能省功。不僅如此，人們還發(fā)現(xiàn)，使用機械時，對機械所做的功并不都是有用的，其中有一些是不得不做的額外功。
什么是有用功與額外功
日常生活中，人們搬移物體，不是將物體平移到另一個地方，就是將物體從低處搬到高處(或從高處搬到低處)。
思考：利用機械時，所做的功為何多一些？
活動1
在如圖所示的兩種機械做功的情況中，哪些功是我們需要的有用功，哪些功是不得不做的額外功 請與同學交流討論。
分析有用功與額外功
在上述活動中，滑輪組和挖掘機提升重物所做的功，是我們需要的、有價值的功，叫做有用功，記作W有用。
在這個過程中，動力對機械做的功叫做總功，記作W總。
任何機械本身都要受到重力的作用，而且機械在運行過程中，總存在著摩擦力。
所以，當我們使用機械做功時，就必須要克服機械自身部件的重力和摩擦力等做一定量的功。
這部分對人們既無利用價值又不得不做的功，叫做額外功，記作 W額外 。
顯然，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
歸納與小結(jié)
1.有用功(W有用)：我們需要的有價值的功。
2.額外功(W額外)：對人們既無利用價值又不得不做的功。
3.總功(W總)：動力對機械所做的功。
4.總功等于有用功與額外功之和，即W總＝W有用＋W額外。
5. W總＞W(wǎng)有用
什么是機械效率
觀察與思考
(1) 當你用水桶提水時，有兩只大小相同的水桶可供選
擇，一只是輕質(zhì)塑料桶，另一只是厚鐵皮桶，你選
擇哪一只水桶？為什么？
(2) 當你用滑輪提升一個重物時，你選擇哪一種滑輪？
使用機械做功時，有用功在總功中占的比例越大越好，有用功占的比例大，說明機械工作的效率高。
定義： 在物理學中，把有用功 W有用與總功 W總的比
值叫做機械效率.
如果用 η 表示機械效率(常用百分率來表示)，那么

機械效率是表征機械性能的重要指標.
思考：機械效率的單位是什么？
機械效率是一個比值，沒有單位
想一想
機械效率的數(shù)值會等于或大于1嗎 為什么
不會。因為使用機械總有額外功
功率與機械效率的區(qū)別
1. 功率是指物體在單位時間內(nèi)所做的功，即功率是表示做功快慢的物理量。
2. 有用功在總功中所占的比例叫機械效率。
3. 功率和機械效率是描述機械的兩種不同性能，兩者間沒有必然聯(lián)系。
活動2
測算滑輪組的機械效率
實驗與探究
實驗目的：
測量滑輪組的機械效率
實驗原理：

實驗內(nèi)容：
(1) 選擇器材，組裝一個如圖所示的滑輪組，并用它來提升重物G。
(2) 為了測算滑輪組工作時的機械效率，你需要測量哪些物理量 怎樣測量
(3) 進行實驗(至少要做兩次 )，并將測得的數(shù)據(jù)填寫在后面的表格中。計算滑輪組工作時的機械效率。
(4) 改變物重G，重復步驟(3)。
觀察與思考
(1) 滑輪組工作時的有用功怎樣計算？需要測量哪些物理量？
(2) 滑輪組的額外功是怎樣產(chǎn)生的，是否便于測量？
(3)有其他簡便的方法測算總功嗎？需要測量哪些物理量？
(4) 為了求出滑輪組的有用功和總功，從而計算滑輪組工作時的機械效率，除滑輪組外，實驗中還需要哪些測量器材？
注意事項
(1) 鉤碼上升的高度h，可用豎直放置在鉤碼旁的刻度尺讀出，以鉤碼的下端為標準讀數(shù)。
(2) 拉力F的大小由彈簧測力計的示數(shù)讀出，要豎直向上勻速拉動彈簧測力計時讀數(shù)，彈簧不要和外殼摩擦。
(3) 測量細繩自由端通過的距離s時，可事先在細繩自由端上作一標記，再拉彈簧測力計，用滑輪組提升重物。用刻度尺量出鉤碼上升的高度后，再量出細繩標記移動的距離，就是細繩自由端通過的距離s。
記錄數(shù)據(jù)
想一想：用同一滑輪組提升不同重物時的機械效率相
同嗎 為什么
同一個滑輪組，在提升不同的重物時，其機械效率是不同的。
實驗結(jié)論
思考：還有什么因素會影響滑輪組的機械效率？
一些機械的機械效率
起重機的機械效率是40%~60%
滑輪組：50%~70%
水泵：60%~80%
現(xiàn)代社會是節(jié)約型社會，要講究提高效率，力求以盡可能少的消耗，取得盡可能多的效益。這樣做不僅有巨大的經(jīng)濟意義，也是科學發(fā)展觀的一個重要方面。
提高機械效率的主要辦法是改進機械結(jié)構(gòu)，使其更合理、更輕巧。此外，按照技術(shù)規(guī)程操作，定時保養(yǎng)，使機械始終處于良好的運轉(zhuǎn)狀態(tài)，對于保持和提高機械效率也有著重要作用。
如何提高機械效率？
(1) 減少機械自重。
(2) 減少機械的摩擦等來減小額外功。
(3) 在額外功一定時，增大有用功。
(4) 改進結(jié)構(gòu)，使它更合理、更輕巧。
(5) 在使用中按照技術(shù)規(guī)程經(jīng)常保養(yǎng)，定時潤滑，
使機械處于良好的運轉(zhuǎn)態(tài)。
本課小結(jié)
一、什么是有用功、額外功和總功
1. 有用功：我們需要的、有價值的功，叫作有用功。
2. 額外功：把無利用價值而又不得不做的功，叫做
額外功。
3. 總功：有用功和額外功之和是總功。
二、什么是機械效率
1. 概念：有用功與總功的比值。
2. 公式：η ＝ (W有用/W總)×100﹪
隨堂訓練
1. 判斷對錯
(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)利用現(xiàn)代科學技術(shù)，機械效率可以等于1 ( )
(8)有用功在總功中占的比例越大，機械效率越高( )




2. 一物體質(zhì)量為18kg，其所受重力為_______N。如圖所示，小明用定滑輪將該物體在4s內(nèi)勻速提高2m，所用拉力為200N。此過程中，小明做的有用功是_______J，定滑輪的機械效率是________。(取g＝10N/kg)
180
360
90％
2. 利用如圖所示的滑輪組，在F＝80N的拉力作用下，將一個重為180N的物體勻速舉高1m，繩重、摩擦不計。求：
(1) W總＝？
(2) W有用＝？
(3) W額外＝
(4) η＝
(5) G動＝
(1) W總＝ 240J
(2) W有用＝ 180J
(3) W額外＝ 60J
(4) η ＝ 75％
(5) G動＝60N
自我評價與作業(yè)
1. 通過學習發(fā)現(xiàn)，使用機械不僅不能省功，而且還必須做一定量的額外功。那么，請你評述一下使用機械還有什么價值。
雖然使用機械不能省功，但使用機械有許多好處：
(1)使用機械可以改變動力的大小、方向和動力作用點移動的距離；
(2) 使用機械可以改變做功的快慢；
(3) 使用機械還可以比較方便地完成人們不便直接完成的工作。
2. 機械效率越高的簡單機械必定是( )。
A. 越省力
B. 越省功
C. 有用功越多
D. 有用功占總功的比例越大
D
3. 一個人利用如圖11-18所示的滑輪組提起一個重2 400 N的重物，所用的拉力是500 N，繩子自由端被拉下4m。下列說法正確的是( )。
A. 總功是9600J，機械效率是21%
B. 有用功是1200J，機械效率是60%
C. 有用功是2400J，機械效率是83%
D. 總功是2000J，機械效率是50%
B
4. 某人通過滑輪組把重720N的貨物提升10 m，此時滑輪組的機械效率為60%，求這個過程中此人所做的總功。

5. 請你利用實驗室里的器材組裝一個滑輪組，用它提升質(zhì)量不同的重物，測算各種情況下這個滑輪組的機械效率。請根據(jù)實驗結(jié)果和體會，談?wù)勗鯓釉诎踩⒂行У那疤嵯拢岣呤褂脵C械的機械效率。
提高機械效率的方法：
① 盡量減少設(shè)備質(zhì)量。
② 盡量提高每一次拉運的物體重量。
③ 加強設(shè)備維護，減少摩擦力。
另外，只改變繩子繞法，是不會改變機械效率的。

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