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1、第三节 机械效率,复习提问:,1、功的两个必要因素:,一是作用在物体上的力。 二是物体在力的方向上通过的距离。,2、功的计算公式:,通过一动滑轮用60 牛的拉力提起重为100牛的重物,使重物提高2米。 (1)拉力做多少功? (2)如用手直接提起做功多少?,W手=Gh=100N2m=200J,W用机械=FS=60N4m=240J,为什么利用实际机械做的功大于不用机械直接用手做的功呢 ?,F,S=2h=22m=4m,人提沙子做功,1对砂子做功,2对桶做功,3克服自重 做功,人拉滑轮做功,1对砂子做功,2对桶做功,3对动滑轮做功,人拉滑轮做功,1对砂子做功,2对口袋做功,3对动滑轮做功,人提沙子做功
2、,人拉滑轮做功,有用功 :使用机械时对人们有用的功,额外功 :人们不需要但又不 得不做的功,总功 :有用功与额外功的总和,即 W总=W有+W额,一、有用功、额外功、总功,你知道生活中的 一词吗?,种子的发芽率、树的成活率 粉笔利用率 时间的利用率,“率”,上述的几个“率”=有用的量/总量 表示事物某一方面的优劣。,二、机械效率,有用功跟总功的比值叫机械效率,有用功总小于总功,所以机械效率总小于1,看看刚才的数据,思考机械效率会大于吗?为什么?,公式:,机械效率一般用百分数表示,没有单位,机械效率公式:,起重机的机械效率是60%,它表示什么意思?,使用起重机提升重物时所做的有用功跟总功的比值是6
3、0%,也可以说有用功在总功中占有60%,另外的40是额外功,离心式水泵60%80%,柴油机28%37%,起重机40%50%,汽油机 22%27%,例题:起重机把质量为0.6t的重物提升了3m,而它的电动 机所做的功是3.4104J,起重机的效率是多少?,解: 起重机提升重物所用的力等于物体所受的重力,F=G=mg=0.6 103 kg 10 N / kg=6 103 N,起重机提升重物所做的功是有用功,W有用 = G h=6 103 N 3m=1.8 104 J,起重机的电机所做的功是总功,W总=3.4 104J,起重机的机械效率是:,=,_,1.8 104 J,3.4 104 J,=53,例
4、 用一动滑轮将重200N的砂子提到9m高的脚手架上,所用力是120N,求有用功、总功机械效率各是多少?,解:,“议一议”:,1、对于同一个机械,如果使用情况不同,机械效率相同吗?有何特点呢? 为什么?,不相同。,对于同一个机械,机械的自重和摩擦不变,所以机械的额外功不变,所挂的重物越大,有用功越多,则有用功所占的比例越大,所以,对于同一个机械,所挂的重物越大,机械效率越高,3、通过实验探究,你认为如何才能提高机械的机械效率?,增大有用功所占的比例:额外功一定时,增加有用功,减小额外功所占的比例:有用功一定时,减小额外功,“议一议”:,2、对于不同的机械,如果所挂的重物相同,那么机械效率会相同吗
5、?为什么?,机械对外所做的有用功一定时,机械本身的重力和摩擦越小,额外功就越小,则有用功所占的比例越大,所以,对于不同的机械,如果所挂的重物相同,机械本身的重力和摩擦越小,机械效率越高。,探究一:测滑轮组的机械效率,三、实验探究:,讨论:,为得出滑轮组的机械效率,需要求出有用功和总功,为此需要测出哪些物理量?每个量怎样测量?,刻度尺、钩码、弹簧秤、滑轮组两个、铁架台、长约2m的细绳。,实验器材:,实验原理:,使用弹簧测力计时首先要做的是什么呢?,用弹簧测力计测钩码的重力,实验步骤:,2、在滑轮组一(一动一静)上挂两个钩码,记下钩码和绳子自由端的位置。匀速拉动弹簧测力计,使钩码上升一定高度,读出
6、测力计示数,用刻度尺测出钩码上升高度和绳自由端移动距离,1、测出一个钩码的重力,3、在滑轮组一上挂四个钩码重复上述实验,4、在滑轮组二上(两动两静)挂两个钩码重复上述实验,5、在滑轮组二上挂四个钩码重复上述实验,6、记录数据,并计算四次实验的机械效率,0.2,0.8,0.3,0.24,83.3%,0.2,0.5,0.3,66.7%,1、比较两次两种滑轮组有什么不同?机械效率有何差异? 2、分析影响滑轮组机械效率的因素是什么?,实验结论:,1、用不同的滑轮组提升同一重物时,机 械效率 ,动滑轮多的做的 功多,机械效率 (填高或低),2、用同一滑轮组提升不同重物时,机械效率 ,重物越重做的 功多,
7、机械效率 (填高或低)。,2、滑轮组提升重物时,机械效率的高低与 、 、以及 有关。,不同,额外,低,不同,有用,高,动滑轮重力,摩擦力,提升物体的重力,影响滑轮组机械效率的因素,1、滑轮组轮与轴及轮与绳之间的摩擦 2 、动滑轮的自重 3、所提升的物重 4、机械效率与省力多少无关、与功率大小无关、与重物被提升的高度无关!,请你思考,提高机械效率 的方法,2、改进机械的结构,减小机械自重,1、定时润滑减小机械间的摩擦力。,请你思考,例如:动滑轮太重,使滑轮组机械效率很低,换用较轻滑轮就可提高其机械效率。,例如:加强机械运动部位的润滑.,3、 增加物重。,探究二: 斜面的机械效率,1、提出猜想:,
8、斜面的机械效率可能和 有关。,2、参考器材:,长木板、小木块、弹簧测力计、刻度尺,3、探究过程:,组装器材,进行实验,斜面的坡度和粗糙程度,分析数据,得到结论,实验装置:,F,S,h,实验过程:,测量小木块的重量,记录数据;,改变斜面的倾斜程度,重复步骤。,把小木块用弹簧秤沿斜面匀速向上拉;分别记录拉力F、木块沿斜面移动的距离S、木块上升的高度h。,注意事项:,要匀速拉动物体。,拉力要与斜面平行。,及时记录数据。,实验前请猜想:,1.你认为省力多少与斜面的倾斜程度有什么关系?,2.斜面的机械效率与它的倾斜程度有什么关系?,机械效率的定义 : 有用功跟总动的比值,有用功 :对人们有用的功,额外功
9、 :人们不需要但又不 得不做的功,总功 :有用功与额外功的总和,公式:, 永远小于1,如何提高机械效率,小结:,1、请你判断:下面说法中是否正确? 1有用功越多,机械效率越高( ) 2额外功越少,机械效率越高( ) 3物体做功越慢,机械效率越低( ) 4做总功越多,机械效率越高( ) 5做相同的有用功,额外功越少,机械效率越高( ) 6做相同的总功时,有用功越多,机械效率越高( ) 7机械效率越高,越省力( ),堂堂清练习巩固,2、 用一动滑轮将重200N的砂子提到9m高的脚手架上,所用力是120N,求有用功、总功机械效率各是多少?,解:,3、如图所示,斜面长10m,高2m,工人要沿斜面把重1500N的物体匀速拉到斜面顶端,若斜面的机械效率为75%,求:(1)工人做的有用功、总功、和额外功;(2)工人所用的拉力和物体与斜面的摩擦力。,4、一辆汽车不小心开进了泥潭中,司机取来一套滑轮组欲将汽车从泥潭中拉出,如下图所示。若车重为8104N,汽车受到的阻力为车重的0.03倍,滑轮组的机械效率为80,问:(1)该司机至少需用多大的力才能将汽车从泥潭中拉出?(2)若拉动汽车时,汽车前进的速度为0.1m/s,则司机做功的功率是多少?,祝同学们学习进步!,