全国公开课《机械效率》ppt课件教材

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1、机械效率,提出问题,学 生 讨 论,学 生 讨 论,对砂子做功,对空桶做功,克服自身重力做功,并不需要做 但 又不得不做的功,对人们有用 必须做的功,他的目的是：,把沙子运上三楼,手提水桶提沙子,一、有用功和额外功,1.有用功（W有）：为了达到工作目的，必须做的功,2.额外功（W额）：为了达到工作目的，并非我们所 需要但又不得不做的功,3.总 功（W总）：动力所做的所有功,即有用功与额外功的总和,W总 = W有 + W额,用水桶从井中提水的时候,所做的功哪部分是有用功,哪部分是额外功?,提水所做的功是有用功;提水桶所做的功是额外功。,如果桶掉到井里,从井里捞桶的时候,捞上的桶里带了一些水,这种

2、情况下哪部分是有用功,哪部分是额外功?,提水桶所做的功是有用功;提水所做的功是额外功。,想一想；议一议：,对砂子做功,对空桶做功,对动滑轮做功,议一议：,对砂子做功,对口袋做功,对动滑轮做功,另两种提沙方法中做的有用功、额外功、总功分别是哪些？,动滑轮提水桶提沙子,动滑轮提口袋提沙子,理解机械的三种功,要提升G，同时必须将动滑轮也提升。这时，你要克服动滑轮重力和摩擦而额外做功，否则你不能完成任务。这部分功无利用价值而又不得不做，是额外功。,提升物体G是目的,有利用价值,是有用功,要实现目的，完成有用功,必须施加动力F对滑轮做功，动力所做的是总功,如：用竖直方向上 的滑轮提升物体G,无论采取那种

3、方法都必须做的功。即：为达到目的所必须做的功。,（1）举高重物时：,W有用=G物h,W有=f摩擦S物,（2）在粗糙水平面上移动物体时：,有用功,并非人们需要但又不得不做的功,（1）克服机械自重做功：,W额外=G动滑轮h,使用动滑轮或滑轮组时：,（2）克服机械间的摩擦做功：,使用斜面时：,W额外=f摩擦L,额外功,动力对机械所做的功. 有用功和额外功的和等于总功。,W总=W有用+ W额外,公式（1） ：,公式（2） ：,W总=F动力S动力,作用在机械上的动力,动力作用点移动的距离,总功,W有1 = G沙 h,三种提沙方法中的W有、W额、W总分别为多少？,方法2：,方法3：,W额1 =（G桶 +

4、G人）h,W总1 =（W有1 + W额1）,方法1：,= 100N6m,= 600J,= (20N+400N)6m,= 2520J,= 3120J,W有2 = G沙 h = 600J,W额2 =（G桶 + G轮）h,W总2 =（W有2 + W额2）,= (20N+10N)6m,= 180J,= 780J,W有3 = G沙 h = 600J,W额3 =（G袋 + G轮）h,W总3 =（W有3 + W额3）,= (5N+10N)6m,= 90J,= 690J,算一算：,二、机械效率,（1）机械效率通常用百分数表示，没有单位.,1. 定义：有用功跟总功的比值叫机械效率（）,（2）机械效率总小于1 .

5、,（因为有用功总小于总功）,2. 公式：,%,3. 特点：,三种提沙方法中的机械效率分别为多少？,W有1 = G沙 h,方法2：,方法3：,W额1 =（G桶 + G人）h,W总1 =（W有1 + W额1）,方法1：,= 100N6m,= 600J,= (20N+400N)6m,= 2520J,= 3120J,W有2 = G沙 h = 600J,W额2 =（G桶 + G轮）h,W总2 =（W有2 + W额2）,= (20N+10N)6m,= 180J,= 780J,W有3 = G沙 h = 600J,W额3 =（G袋 + G轮）h,W总3 =（W有3 + W额3）,= (5N+10N)6m,=

6、90J,= 690J,再算算：,有用功相同，额外功越少机械效率越高,5、机械效率公式：,提升,起重机的机械效率是60%,它表示什么意思？,1.使用起重机提升重物时所做的有用功跟总功的比60% 2.也可以说有用功在总功中占有60%，另外额外功占40,4.机械效率的意义,有用功所占总功的比例越大，机械效率越高。,机械效率与 是否省力.功率大小. 提升高度. 绳子的绕法.做功的多少无关。,例1.用一动滑轮将货物400N的货物匀速提到 高2m，所用拉力是250N，求有用功、额外功. 总功和动滑轮的机械效率各是多少？,分析：使用动滑轮省了力，却费了距离，货物提高 2m， 绳子的自由端拉力通过的距离为4

7、m，,已知：G=400N h=2m S=4m F=250N,求： W有 W额 W总 ,W额= W总 W有 =1000J800J=200J,三.例题,例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：,已知：G=200N h=9m S=18m F=120N,请你判断：1.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，机械效率越低（ ） 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

8、效率越高，越省力（ ）,练习,2.一台起重机将重600N的货物提高4m.如果额外功是 9600J，起重机的有用功是多少？总功是多少？ 机械效率是多少？,练习,已知：G=-N h=-m W额 =-J,求： W有 W总 ,解：,W总= W额+W有 =,%,=,1 如图所示，建筑工地上，工人用一个动滑轮将重720N的重物匀速提升5m，工人所用拉力为450N，求： （1）工人做的总功 （2）该动滑轮的机械效率 （）不考虑摩擦，求动滑轮的重 （）提升的物体重为， 该动滑轮的机械效率为多少？,2如图所示，在50N的水平拉力F作用下, 重800的物体沿水平地面做匀速直线运动, 物体与地面间滑动摩擦力为120

9、.则滑轮组的机械效率为 _ ；若物体的速度为0.2m/s,则1min内拉力做的功为 _ J，功率为,3.用它们分别将重相同的甲、乙两物体匀速提升相同的高度，所用的拉力分别为F甲、F乙，它们的机械效率分别为甲、乙。则F甲_F乙 甲_乙（选填“”、“”或“”）,4. 利用如图所示装置将重为100N的物体匀速从斜面的底端拉到顶端。已知斜面的长是5m，高是2m，拉力为F=50N，则该装置的机械效率为（ ） A. 40% B. 50% C. 80% D. 100%,探究动滑轮的机械效率,一、影响动滑轮的机械效率的因素,减轻动滑轮自重,减小滑轮转轴间的摩擦力,增加提升的物重。,减轻绳重,二、如何提高动滑轮

10、的机械效率,1、动滑轮自重、滑轮摩擦、绳重,2、提升的物体重力,滑轮组的机械效率与提升的高度、绳子的股数无关。,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？,弹簧测力计、 刻度尺、钩码、滑轮组两个、铁架台、长约2m的细绳。,实验器材：,实验探究：滑轮组的机械效率总是一定的吗？,重力G、拉力F、绳子移动距离S、重物上升高度h,原理：=W有用/W总 对物体做功为有用功：W有用=Gh(提重物)=fs物（水平移动物体）拉力做的功为总功：W总=Fs,在测定滑轮组机械效率的实验中：,根据的原理是_。,实验中需要的测量工具有_和_。,需要直接测量的物理量有：绳端的拉

11、力F、_、_和_。,注意事项：实验时拉力的方向应尽量_，且应在钩码_的过程中读取拉力的大小。,=W有W总,刻度尺,弹簧测力器,物体重G,物体上升距离h,绳自由端移动距离S,竖直向上,缓慢匀速移动,同一滑轮组提不同的重物，机械效率是否相同？,实验数据：,0.5,1.0,0.1,0.3,2.0,0.1,0.9,0.3,0.15,0.1,66.7%,0.27,0.2,74.1%,拉力 F（N）,使用相同的滑轮组提升不同的物体时，物体越重,则机械效率越高。,不同滑轮组，提相同的重物，机械效率是否相同？,4.0,4.0,1.5,1.2,0.1,0.1,0.3,0.5,0.4,0.4,0.45,0.60,

12、88.9%,66.7%,提升相同的物体，动滑轮越重，则机械效率越低。,结论:1、使用相同的滑轮组提升不同的物体时，物体越重,则机械效率越高。 2、提升相同的物体，动滑轮越重，则机械效率越低。,思考题：如果没有刻度尺，不能测量h和s，还能否测滑轮组的机械效率？,斜面也是经常使用的省力机械，那么，斜面的机械效率要与什么因素有关呢？,猜想：斜面的粗糙程度，斜面的倾斜程度，物体的重力,探究:,斜面的机 械效率,1.把物体拉上斜面 时,额外功是什么?,(克服物体与斜面 之间的摩擦力而做 功),2.探究一下光滑程度一样的斜面,当它的倾斜程度不同 时 斜面的机械效率是否相同.,请思考:,1.怎样计算总功?,

13、W总= F S,2.怎样计算有用功?,W有用 = G h,3.实验中需要测量哪几个物理量?,改变木板的倾斜程度,再测量两次斜面的机械效率,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?,5.0,5.0,5.0,0.5,0.5,0.5,0.1,0.15,0.25,1.6,2.2,3.1,0.5,0.75,1.25,0.8,1.1,1.55,63%,68%,81%,光滑程度相同的斜面，越平缓越省力，机械效率越低。,斜面的机械效率与 1、斜面的粗糙程度有关：同一斜面，拉同一物体，斜面越粗糙，拉力越大，效率越低； 2、斜面的倾斜程度有关：粗

14、糙程度相同，拉同一物体，斜面越陡（倾角越大），拉力越大，效率越高； 3、所拉物体的重力有关：,提高滑轮组机械效率的途径：,主要从减小额外功入手，额外功主要包括：由于机械本身的重力和机械之间的摩擦使在使用机械时多做了功。 1、改善机械的结构，减轻机械本身的重力 2、加强润滑，减小机械间的摩擦,提高机械效率的意义：减小额外功，在有用功相同时，从而减小总功，节约能量。,1、下列有关机械效率的概念的叙述中正确的是（ ） A、机械效率越大，做功越快 B、做有用功越多时，机械效率越大 C、机械效率越大，又省力又省功 D、机械效率越大，有用功占总功的比值越大,D,2、小均用动滑轮将质量为40kg的货物匀速提

15、高了5m ，他用250N的拉力拉了10s，下列说法正确的是：( )（g 取10N/kg） A有用功为200J B额外功为500J C动滑轮的机械效率为75% D小均的功率为200W,B,3、使用机械效率高的机械比效率低的机械相比，下列说法正确的是（ ）,A.更省力 B.更省距离 C.功率更高，节约时间 D.有用功相同时更省功，节约能量 E.使用更方便,D,2.如图所示，为使重为1500N的物体匀速移动到长100m斜面的顶端，若斜面的高为10m.如果不计摩擦，需要的推力是多大？若实际需用180N的推力，则这个斜面的机械效率是多少？摩擦力是多大？,G,F,L,h,3、在新农村建设中，为将批建材运到10 m高的施工处，工人利用如图所示的滑轮组提升建材。装置中动滑轮重100N，工人每次匀速提升一箱重400N的建材，不计绳重和摩擦。试问： (1)每次提升建材时的有用功、额外功各是多少？ (2)该滑轮组的机械效率是多少? （3）为加快施工进度，张师傅建议用电动机做动力替代人提升建材。为了安全，改装后每次可吊起