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1、第十二章第 节机械效率 直接提升物体做功 与使用机械提升物体做功相同吗 提出问题 提出问题 结论 使用动滑轮比直接提升物体不省功 推论 使用任何机械不省功 实验 概念 额外功 由于机械自重和摩擦等因素影响 而不得不做的功 无用付出 请你判断 用水桶从井中提水时 所做的有用功是 额外功是 总功是 如果桶掉到井里 从井里捞桶时 捞上来的桶里带了一些水 有用功是 额外功是 总功是 克服水的重力做功 克服桶的重力做功 拉力所做的功 克服桶的重力做功 克服水的重力做功 拉力所做的功 你会选哪种方法呢 想想议议 1 2 3 1 2 3 对沙子做功 对桶做功 克服重力做功 对沙子做功 对桶做功 对滑轮做功
2、对沙子做功 对口袋做功 对滑轮做功 600J 2520J 600J 180J 600J 90J 请算出刚才的三种办法中有用功在总功中占的百分比 3120J 780J 690J W有 W额 W有 W有 W额 W额 120J 2400J 120J 60J 30J 60J 1 2 3 1 2 3 对沙子做功 对桶做功 克服重力做功 对沙子做功 对桶做功 对滑轮做功 对沙子做功 对口袋做功 对滑轮做功 600J 2520J 600J 180J 600J 90J 3120J 780J 690J 19 77 87 在使用机械工作时 有用功在总功中所占份额越多越好 它反映了机械的一种性能 物理学中表示为机械
3、效率 一 机械效率 1 定义 有用功跟总功的比值 2 公式 3 用百分数表示 总小于1 一台起重机将重3600N的货物提高4m 如果额外功是9600J 起重机做的有用功是多少 总功是多少 机械效率是多少 起重机在哪些方面消耗了额外功 解 起重机提高物体的力等于物体的重力F G 3600N起重机提升重物所做的有用功W有 Fh Gh 3600N 4m 14400J 1 44 104J起重机做的总功W总 W有 W额 14400J 9600J 2 4 104J因此 起重机的机械效率 W有 W总 1 44 104J 2 4 104J 60 二 测滑轮组的机械效率 实验原理 实验器材 注意事项 弹簧测力计
4、 刻度尺 铁架台 滑轮 细线 钩码 竖直向上 缓慢拉动测力计 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 减小摩擦可以减少额外功 提高机械效率 2 所提升的物重 物重增加 机械效率也提高 3 动滑轮的自重 减少动滑轮的重力 机械效率也提高 总结 改进机械的结构 减小机械自重 减小机械间的摩擦力 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 对于同一滑轮组 提升的重物越重 滑轮组的机械效率越高 如何提高机械效率 探究二 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
5、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 W总 FS 2 怎样计算有用功 W有用 Gh 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 实验装置 F S h 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 10 10 10 0 1 0 2 0 3 3 4 5 1 1 1 1 2 3 3 4 5 33 50 60 6 斜面的机械效率与 粗糙程度 倾斜程度 有关 粗糙程度相同 斜面越陡 倾斜程度越大 效率越高 倾斜程度相同 斜面越光滑 效率越高 注 如图所示的滑轮组匀速
6、提升物体 已知物重G 240牛 手的拉力F 100牛 手上升距离为30厘米 则有用功为多少焦耳 该滑轮组的机械效率为多少 G W有 Gh 240N 0 1m 24J W总 FS 100N 0 3m 30J 例题 2 某斜面长为S 高为h 有一重力为G的物体被拉力F沿斜面从底端匀速移至顶端 若物体所受阻力为f 则此时的有用功为 总功为 额外功为 机械效率为 Gh FS fS 滑轮组提高重物时 W有用 G物hW总 FsS nh 在空气中提升重物 若不计绳重及轴的摩擦 进一步有 有用推论 竖直放置 想一想 滑轮组水平放置时 怎样 滑轮组水平拉动物体时 W有用 fs物W总 Fs绳S绳 ns物 水平使用
7、滑轮组 有用推论 水平放置 6 机械效率分析 1 因为有用功总小于总功 所以机械效率总小于1 2 机械效率通常用百分数来表示 例如 滑轮组 50 70 起重机 40 50 一些机械的机械效率 抽水机 60 80 柴油机 28 40 小常识 起重机的机械效率一般为40 50 滑轮组的机械效率一般为50 70 抽水机的机械效率为60 80 提高机械效率 更充分的发挥设备的作用 有着重要的经济意义 该如何提高机械效率呢 如何提高机械效率 改进机械的结构 减小机械自重 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 三
8、 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 减小摩擦可以减少额外功 提高机械效率 2 所提升的物重 物重增加 机械效率也提高 1 关于机械效率的说法中正确的是 A 越省力的机械 效率越高B 做有用功越多的机械 效率越高C 做相同的功 额外功的值越小 效率越高D 做功越快的机械 效率越高 C 练一练 2 如图 忽略绳重和摩擦 用拉力F拉着10N的重物匀速上升 绳子自由端移动1m 动滑轮重力2N 求 1 拉力F 2 物体上升的距离 3 有用功 总功 机械效率 练一练 1 使用下面的两个滑轮组 提升相同的重物 提升相同的高度 哪个机械效率大 将相同重物提升相同高度 做有用功相同
9、检测练习 故左边的机械效率大 1 图为测量滑轮组机械效率的实验装置 钩码总重6N 1 实验时要竖直向上 拉动弹簧测力计 由图可知拉力大小为 N 若钩码上升的高度为8cm 则弹簧测力计向上移动 cm 该滑轮组的机械效率为 2 若仅增加钩码的个数 该滑轮组有机械效率将 选填 增大 减小 或 不变 缓慢 2 4 24 83 3 增大 练一练 2 在 测滑轮组机械效率 的实验中 用同一滑轮组进行两次实验 实验数据如下表 此实验所用滑轮的个数至少是 个 其中动滑轮有 个 第一次实验测得滑轮组的机械效率为 第二次实验时滑轮组的机械效率 第一次的机械效率 选填 大于 小于 或 等于 3 2 62 5 大于
10、7 在 测定动滑轮机械效率 的实验中 用同一滑轮进行了两次实验 实验数据如下 实验中应拉弹簧测力计 第一次实验测得滑轮组的机械效率为 第二次实验时滑轮组的机械效率 选填 大于 小于 或 等于 第一次实验时的机械效率 若不计摩擦 该动滑轮的重为 匀速 66 7 大于 1N 巩固练习 如图所示的滑轮组匀速提升物体 已知物重G 240牛 手的拉力F 100牛 手上升距离为30厘米 则有用功为多少焦耳 该滑轮组的机械效率为多少 G W有 Gh 240N 0 1m 24J W总 FS 100N 0 3m 30J 例题 算一算 一台起重机将重3600N的货物提高4m 如果额外功是9600J 起重机做的有用
11、功是多少 总功是多少 机械效率是多少 1 现实中 关于机械效率 以下说法正确的是 D 省力越多的机械 机械效率越高 C 做功越多的机械 机械效率越高 B 单位时间里做功越多的机械 机械效率越高 A 机械效率总小于1 巩固 为了提高滑轮组的机械效率 以下做法中正确的是 C 增加承担物重的绳子股数 B 以较慢的速度匀速提升重物 A 以较快的速度匀速提升重物 D 把滑轮做得更轻巧 减小滑轮在转动过程中的摩擦 巩固 某同学用动力臂是阻力臂2倍的杠杆将重400N的三种石头抬高20cm 手向下压的力是220N 手下降的高度是 cm 人做的功是 J 有用功是 J 这根杠杆的机械效率是 巩固0 88 80 9
12、0 9 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 巩固练习 练习2 小明用100N的力沿竖直方向将杠杆的一端拉下2m 杠杆的另一端将320N的重物提高了0 5m 1 他做的有用功是多少 2 总功是多少 3 杠杆的机械效率是多少 某人用如图所示的滑轮组提升2000牛的重物 使用的拉力是800牛 绳子自由端被拉下4米 1 这个人做的总功是多少焦 2 有用功是多少焦 3 额外功是多少焦 4 这个滑轮组的机械效率是多少 2 用如图所示滑轮组拉着一重为100牛的物体A沿水平面做匀速运动 所用拉力F的大小为40牛 1 不计轮和绳的重力以及摩擦 求 物体A所受的摩擦力 2 若滑轮组的机械效率为80 求 物体A所受的摩擦力 谢谢
