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1、10.5 机械效率机械效率第第10章章 机械与人机械与人生活中我们常常会遇到“效率”这个词。如：利用机械帮助我们完成某项任务，也会涉及效率问题。工作效率学习效率种子发芽率树苗成活率情景引入 想想议议：要把重100N的大米运上三楼。右图画了三种办法。哪种办法最好，哪种办法最不好？大米重100 N 人体重400 N 动滑轮重10 N 桶重 20 N 口袋重 5 N学习了今天的知识你就明白了:情景引入有用功、额外功、总功01三种方式做功的内容三种方式做功的内容1对沙子做功对水桶做功克服人自身重力做功2对沙子做功对水桶做功对滑轮做功3对沙子做功对口袋做功对滑轮做功探究新知计算各个功，并填入下面表格做功
2、方式有用功额外功总功/J桶装，手提上楼100N6m（400+20）N6m桶装，动滑轮吊运100N6m（20+10）N12m袋装，动滑轮吊运100N6m（5+10）N12m31203120780780690690由此可知，完成此项任务，不同工作方式工作效率效率不同。探究新知使用机械时，对物体所做的有用的功。有用功有用功使用机械时，人们额外需要做的功。额外功额外功有用功与额外功的总和。总总 功功WW总总=W=W有用有用+W+W额外额外使用机械会省功吗？如图，甲直接提升物体做功，乙使用动滑轮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。（把重物提升一定高度，甲乙所做有用功
3、相同，但乙的拉力的功还包含克服动滑轮自身重力和摩擦的功）实验结论实验结论有用功、额外功、总功探究新知机械效率02机械效率1.定义：有用功跟总功的比值叫做机械效率。2.公式：3.意义：表示机械做功时，有用功在总功中所占的比例，是机械性能的重要指标。4.因为 W有用 W总 ，所以，1。机械效率一般用百分数表示，没有单位 探究新知5.一些机械的机械效率 柴油机:28%40%起重机:40%50%抽水机:60%80%6.怎样才能提高机械的效率 减少额外功 改进结构，使其合理、轻巧 经常保养、定时润滑，减小摩擦 探究新知例题：起重机把质量为0.5t的重物匀速提升了3m,而它的电动机所做功3.4104J，起
4、重机的机械效率是多少？g取10N/kg.解：起重机匀速提升重物所用的力与物体所受的重力大小相等：F=G=mg=0.5103kg10N/kg=5103N起重机提升重物所做的有用功：W有=Fh=5103N3m=1.5104J起重机的电机做的总功：W总=3.4104J因此，起重机的机械效率：典型例题有没有机械效率为100%的机械？为什么？师生互动师生互动1.机械效率高低只表示有用功占总功的比值大小，不能说明做有用功多少；2.机械效率是有用功跟总功的比值，只有大小，没有单位；3.由于额外功总是存在，有用功总是小于总功，所以机械效率总是小于1；4.机械效率是标志机械做功性能好坏的物理量，机械效率越高，机
5、械性能越好；5.机械效率高低与做功多少，功率大小，是否省力，提升高度无关。探究新知实验探究机械效率03 实验原理 实验器材 测量滑轮组机械效率测量的物理量G-物体的重力h-物体升高的高度F-绳子自由端的拉力s-绳子自由端移动的距离刻度尺、弹簧测力计、钩码、铁架台、“一定一动”的滑轮组、“二定二动”的滑轮组和长约2 m的细绳 实验探究1.测出钩码的重力G，并记录表中2.先后按如图所示的三种情况，将实验器材安装好。3.匀速拉动弹簧测力计，使钩码G匀速上升，读出弹簧测力计所示拉力F的值，从刻度尺读出钩码升高的距离h和绳子自由端移动的距离S，记录数据在表格中。实验步骤探究新知滑轮组钩码重/N钩码上升高
6、度/m有用功/J弹簧测力计示数/N绳子自由端移动距离/m总功/J机械效率（a）10.10.10.40.30.1283%（b）10.10.10.30.50.1567%（c）1.50.10.150.40.50.2075%实验记录表 注意事项：在提升钩码的过程中，要竖直向上，匀速提升钩码。探究新知(2).b、c为同一个滑轮组,挂的钩码数量不同时，它的机械效率有什么变化？b、c为同一个滑轮组，c装置挂的钩码质量越大，机械效率越高。因为提起的物体越重，做的有用功越多，机械效率越大。分析讨论(1).a、b两个滑轮组,挂的钩码数量相同时,机械效率有什么不相同？a、b两个装置，提起相同的物重，做相同的有用功，
7、但b装置动滑轮多，需要做的额外功多，机械效率低。探究新知实验结论(1)物重：同一个滑轮组，提起的物体越重，机械效率越高。影响滑轮组机械效率的因素：(2)动滑轮重：提起的物重一样，动滑轮越重，机械效率越低。(3)摩擦（轮与轴及轮与绳之间）、绳重。减小摩擦可以减少额外功，提高机械效率。如：加强机械运动部位的润滑、采用轻质细绳探究新知影响因素分析改进措施（提高效率）被提升物体的重力同一个滑轮组，被提升物体的重力越大，做的有用功越多，机械效率越大尽可能增加被提升物体的重力动滑轮的自重有用功不变时，减小提升动滑轮时做的额外功，可提高机械效率改进滑轮结构，减轻滑轮自重滑轮组自身部件的摩擦机械自身部件的摩擦
8、力越大，机械效率越低对机械进行保养，保持良 好的润滑，减小摩擦影响滑轮组机械效率的因素和改进措施探究新知测量斜面的机械效率实验探究 实验原理：1.测量木块的重力，记录数据；3.改变斜面的倾斜程度，重复步2。2.把木块用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉；分别记录拉力F、小车沿斜面移动的距离S、木块上升的高度h。实验步骤：4.斜面倾斜程度不变，在斜面上分别铺白布、毛巾.重复步2。探究新知斜面的倾斜程度木块重G/N斜面高度h/m沿斜面拉力F/N斜面长s/m有用功W有/J(Gh)总功W总/J(Fs)机械效率较缓较陡最陡 0.061.71.71.70.10.140.40.50.60.820.820.820.1
9、0.170.240.330.410.4930 4149 机械效率与倾斜程度的关系斜面的粗糙程度一定，倾斜程度越大，机械效率越高 实验记录：实验结论：探究新知机械效率与斜面粗糙程度的关系斜面材料小车重力G/N斜面高度 h/m拉力F/N斜面长 s/m有用功W有/J总功W总/J机械效率木板20.10.80.820.20.6630.3 棉布20.11.20.820.20.9820.4 毛巾20.11.60.820.21.3215.2 斜面的倾斜程度一定，斜面越光滑，机械效率越高 实验记录：实验结论：探究新知1、关于机械效率的说法中正确的是（）CA、越省力的机械，效率越高B、做有用功越多的机器，效率越高
10、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2、甲、乙两台机器，甲的机械效率是80%，乙的机械效率是60%，若提起相同的重物到同一高度度，则（）CA、使用甲机械做功省力B、使用甲机械做功多C、使用甲机械做的额外功少D、以上说法都不对3、如图，用滑轮组提升重物时，重800N的物体在10s内匀速上升了1m。一直拉绳子的力F为500N，则提升重物的过程中（）CA、滑轮组的机械效率是60%B、绳子自由端被拉下3mC、做的有用功是800JD、拉力F的功率是80W4、如图，规格完全相同的滑轮，用相同的绳子绕成甲、乙两个滑轮组，分别提起重为G1和G2的两个物体，不计摩擦，比较它们的省
11、力情况和机械效率，下列说法正确的是（）DA、若G1=G2，则F1F2，乙的机械效率高C、若G1G2，则F1F2，甲、乙的机械效率相同D、若G1G2，则F1F2，乙的机械效率高5、用一个动滑轮在5s内将一重为200N的物体向上提起3m，拉力为150N，这个动滑轮的机械效率是多少？拉力的功率有多大？解：W有=Gh W总=FS6、用质量为1kg的水桶从井中打水，井中水面到井口距离为3m，装满水后，水和桶的总质量为11kg。（g取10N/kg）（1）则提起一桶水的过程中，人至少做了多少功？（2）这次利用水桶提水的效率是多少？解：（1）由题意知：F=G=mg=11kgx10N/kg=110Ns=h=3mW=Fs=Gh=110Nx3m=330J答：则提起一桶水的过程中，人至少做了330J的功。解：（2）由题意知：m水=11kg-1kg=10kgG水=m水g=10kgx10N/kg=100NW有=G水h=100Nx3m=300J由（1）得W总=330J =0.909=90.9%答：这次利用水桶提水的效率是90.9%。=W有W总300J 330J
