《重庆市大足区拾万中学八年级物理下册 12.3 机械效率课件 （新版）新人教版》由会员分享，可在线阅读，更多相关《重庆市大足区拾万中学八年级物理下册 12.3 机械效率课件 （新版）新人教版（45页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、复习提问：1 1、功的两个要素：、功的两个要素：一是作用在物体上的力。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。二是物体在力的方向上通过的距离。2 2、功的计算公式：、功的计算公式：W=FSW=Gh或或把一个重50N的物体直接提高1M和用一个动滑轮提高1M,哪个更省力，哪个更省功？功的原理：使用任何机械都不省功要把重要把重100N的沙子运上三楼。的沙子运上三楼。下图画了三种办法。同学们讨下图画了三种办法。同学们讨论一下：哪种办法最好，哪种论一下：哪种办法最好，哪种办法最不好，为什么？办法最不好，为什么？ 学 生 讨 论返回主页 学学 生生 讨讨 论论对砂子做功对砂子做功对空桶做功
2、对空桶做功克服自身重力做功克服自身重力做功并不需要做并不需要做 但但又不得不做的功又不得不做的功对人们有用对人们有用必须做的功必须做的功3m3m3m3m方法方法1 1他的目的是：他的目的是：把沙子运上三楼把沙子运上三楼手提水桶提沙子手提水桶提沙子他做了哪些功一、有用功和额外功一、有用功和额外功1.有用功（有用功（W W有有）：为了达到工作目的，为了达到工作目的，必须做的功必须做的功2.额外功（额外功（W W额额）：为了达到工作目的，并非我们所为了达到工作目的，并非我们所 需要但又需要但又不得不做的功不得不做的功3.总总 功（功（W W总总）：动力所做的动力所做的所有所有功功即有用功与额外功的即
3、有用功与额外功的总和总和 W W总总 = W= W有有 + W+ W额额 1 1、用水桶从井中、用水桶从井中提水提水的时候的时候, ,所做的所做的功哪部分是有用功功哪部分是有用功, ,哪部分是额外功哪部分是额外功? ?目的：提水，目的：提水，提水所做的功是有用功提水所做的功是有用功; ;提水桶所做的功是额外功。提水桶所做的功是额外功。思考：思考：2 2、如果桶掉到井里、如果桶掉到井里, ,从井里从井里捞桶捞桶的时的时候候, ,捞上的桶里带了一些水捞上的桶里带了一些水, ,这种情况这种情况下哪部分是有用功下哪部分是有用功, ,哪部分是额外功哪部分是额外功? ?目的：目的：捞桶捞桶提水桶所做的功是
4、有用功提水桶所做的功是有用功; ;提水所做的功是额外功。提水所做的功是额外功。思考：思考：对砂子做功对空桶做功对动滑轮做功W W有有议一议：方法方法2 2：方法方法3 3：W W额额W W总总对砂子做功对口袋做功对动滑轮做功W W有有W W额额W W总总另两种提沙方法中做的有用功、额外功、总功分别是哪些？方法方法2 2方法方法3 3动滑轮提水桶提沙子动滑轮提水桶提沙子动滑轮提口袋提沙子动滑轮提口袋提沙子理解机械的三种功理解机械的三种功理解机械的三种功理解机械的三种功GGF F要提升要提升要提升要提升GG，同时必须，同时必须，同时必须，同时必须将动滑轮也提升。这将动滑轮也提升。这将动滑轮也提升。
5、这将动滑轮也提升。这时，你要时，你要时，你要时，你要克服动滑轮克服动滑轮克服动滑轮克服动滑轮重力和摩擦而额外做重力和摩擦而额外做重力和摩擦而额外做重力和摩擦而额外做功功功功，否则你不能完成，否则你不能完成，否则你不能完成，否则你不能完成任务。这部分功无利任务。这部分功无利任务。这部分功无利任务。这部分功无利用价值而又不得不做，用价值而又不得不做，用价值而又不得不做，用价值而又不得不做，是是是是额外功额外功额外功额外功。提升物体提升物体提升物体提升物体GG是目的是目的是目的是目的, ,有有有有利用价值利用价值利用价值利用价值, ,是是是是有用功有用功要实现目的，完成要实现目的，完成要实现目的，完
6、成要实现目的，完成有用功有用功有用功有用功, ,必须施加必须施加必须施加必须施加动力动力动力动力F F对滑轮做对滑轮做对滑轮做对滑轮做功功功功，动力所做，动力所做，动力所做，动力所做的是的是的是的是总功总功如：用竖直方向上如：用竖直方向上的滑轮提升物体的滑轮提升物体G 无论采取那种方法都无论采取那种方法都必须必须做的功。做的功。即：为达到目的所必须做的功。即：为达到目的所必须做的功。（1 1）举高重物时：）举高重物时：W有用=G物hW有=f摩擦S物（2 2）在粗糙水平面上移动物体时：）在粗糙水平面上移动物体时：有用功的计算有用功的计算并非并非人们需要但又人们需要但又不得不做不得不做的功的功（1
7、）克服机械自重做功：）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使用动滑轮或滑轮组时(通常忽略摩擦通常忽略摩擦)：（2 2）克服机械间的摩擦做功）克服机械间的摩擦做功（无法忽略摩擦（无法忽略摩擦）：使用斜面时：使用斜面时：W额外=f摩擦L额外功的计算额外功的计算 动力对机械所做的功动力对机械所做的功. . 有用功和额外功的和等于总功。有用功和额外功的和等于总功。W总=W有用+ W额外公式（公式（1 1） ：公式（公式（2 2） ：W总=F动力S动力 作用在机械上的作用在机械上的动力动力动力作用点移动动力作用点移动的距离的距离总功总功W有1 = G沙 h三种提沙方法中的W有、W额、
8、W总分别为多少？方法方法2 2：方法方法3 3：W W额额1 1 = =（G G桶桶 + + G G人人）h hW W总总1 1 = =（W W有有1 1 + W+ W额额1 1）方法方法1 1：= = 100N6m= = 600J= = (20N+400N)6m= = 2520J= = 3120JW W有有2 2 = G= G沙沙 h h = = 600JW W额额2 2 = =（G G桶桶 + + G G轮轮）h hW W总总2 2 = =（W W有有2 2 + W+ W额额2 2）= = (20N+10N)6m= = 180J= = 780JW W有有3 3 = G= G沙沙 h h =
9、 = 600JW W额额3 3 = =（G G袋袋 + + G G轮轮）h hW W总总3 3 = =（W W有有3 3 + W+ W额额3 3）= = (5N+10N)6m= = 90J= = 690J3m3m3m3m沙子重100N 桶重20N 体重400N 口袋重5N动滑轮重10N 方法方法2 2方法方法1 1方法方法3 3算一算：算一算：你可以你可以你可以你可以计算出计算出计算出计算出此时的此时的此时的此时的拉力大拉力大拉力大拉力大小吗？小吗？小吗？小吗？二、机械效率二、机械效率（1）机械效率通常用百分数表示，没有单位）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
10、定义：有用功跟总功的比值叫机械效率机械效率（）（2）机械效率总小于）机械效率总小于1 . （因为有用功总小于总功）（因为有用功总小于总功）2. 公式：公式：3. 特点：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方法方法2 2：方法方法3 3：W W额额1 1 = =（G G桶桶 + G+ G人人）h hW W总总1 1 = =（W W有有1 1 + W+ W额额1 1）方法方法1 1：= = 100N6m= = 600J= = (20N+400N)6m= = 2520J= = 3120JW W有有2 2 = G= G沙沙 h h = = 600JW W额额2 2 = =（G
11、 G桶桶 + G+ G轮轮）h hW W总总2 2 = =（W W有有2 2 + W+ W额额2 2）= = (20N+10N)6m= = 180J= = 780JW W有有3 3 = G= G沙沙 h h = = 600JW W额额3 3 = =（G G袋袋 + G+ G轮轮）h hW W总总3 3 = =（W W有有3 3 + W+ W额额3 3）= = (5N+10N)6m= = 90J= = 690J1 1 =W有1 1W总1 1=600J600J600J600J3120J3120J3120J3120J= 19.2%= 19.2%= 19.2%= 19.2%2 2 =W有2 2W总2
12、2=600J600J600J600J780J780J780J780J= 76.9%= 76.9%= 76.9%= 76.9%3 3 =W有3 3W总3 3=600J600J600J600J690J690J690J690J= 87.0%= 87.0%= 87.0%= 87.0%再算算：再算算：有用功相同，额外功越少机械效率越高有用功相同，额外功越少机械效率越高5 5、机械效率公式：、机械效率公式：提升移动起重机起重机的机械效率是的机械效率是的机械效率是的机械效率是60%60%它表示什么意思？它表示什么意思？它表示什么意思？它表示什么意思？1.1.1.1.使用起重机提升重物时使用起重机提升重物时使
13、用起重机提升重物时使用起重机提升重物时所做的有用功跟总功的比所做的有用功跟总功的比所做的有用功跟总功的比所做的有用功跟总功的比60%60%60%60%2.2.2.2.也可以说也可以说也可以说也可以说有用功在总功中占有有用功在总功中占有有用功在总功中占有有用功在总功中占有60%60%60%60%，另外额外功占，另外额外功占，另外额外功占，另外额外功占404040404.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。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。离心式水泵离心式水泵离心式水泵离心式水泵60%60%80%80
14、%柴油机柴油机柴油机柴油机28%28%37%37%起重机起重机起重机起重机40%40%50%50%汽油机汽油机汽油机汽油机 22%22%27%27%电动机电动机电动机电动机 80%80%90%90%燃气轮机燃气轮机燃气轮机燃气轮机 20%20%30%30%18041804年特雷维辛克发明的蒸汽机车年特雷维辛克发明的蒸汽机车年特雷维辛克发明的蒸汽机车年特雷维辛克发明的蒸汽机车蒸汽机的效率通常只有蒸汽机的效率通常只有蒸汽机的效率通常只有蒸汽机的效率通常只有6%6%15%15%空气喷气发动机空气喷气发动机空气喷气发动机空气喷气发动机 50%50%60%60%例例1.用一动滑轮将货物用一动滑轮将货物4
15、00N的货物匀速提到的货物匀速提到高高 2m， 所所 用用 拉拉 力力 是是 250N， 求求 有有 用用 功功 、 额额 外外 功功 . 总功总功和动滑轮的和动滑轮的机械效率各是多少？机械效率各是多少？已知已知：G=400N h=2m S=4m F=250N求： W有 W额额 W总总 W额额= W总总 W有 =1000J800J=200J三三.例题例题例例2. 用用一一动动滑滑轮轮将将重重200N的的砂砂子子提提到到9m高高的的脚脚手手架架上上，所用力是所用力是120N，求有用功、总功、机械效率各是多少？，求有用功、总功、机械效率各是多少？解：解：已知：G=200N h=9m S=18m F
16、=120N请你判断：请你判断：1.下面说法中是否正确下面说法中是否正确？1有用功越多，机械效率越高（有用功越多，机械效率越高（ ）2额外功越少，机械效率越高（额外功越少，机械效率越高（ ）3物体做功越慢，机械效率越低（物体做功越慢，机械效率越低（ ）4做总功越多，机械效率越低（做总功越多，机械效率越低（ ）5做做相相同同的的有有用用功功，额额外外功功越越少少，机机械械效效率率越越高（高（ ）6做做相相同同的的总总功功时时，有有用用功功越越多多，机机械械效效率率越越高（高（ ）7机械效率越高，越省力（机械效率越高，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，
17、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额额 =-J 求： W有 W总总 解：解：W总总= W额额+W有 =%=1 1 如图所示，建筑工地上，工人用一个动如图所示，建筑工地上，工人用一个动滑轮将重滑轮将重720N720N的重物匀速提升的重物匀速提升5m5m，工人所用，工人所用拉力为拉力为450N450N，求：，求：（1 1）工人做的总功）工人做的总功（2 2）该动滑轮的机械效率）该动滑轮的机械效率（）不考虑摩擦，求动滑轮的重（）不考虑摩擦，求动滑轮的重F甲GF乙G甲乙3.用它们分别将重相同的甲、乙两物体匀速提用它们分别将重相同的甲、乙两物体匀速提升相同
18、的高度，所用的拉力分别为升相同的高度，所用的拉力分别为F甲、甲、F乙，乙，它们的机械效率分别为它们的机械效率分别为甲、甲、乙。则乙。则F甲甲_F乙乙 甲甲_乙（选填乙（选填“”、“”或或“”）4. 利用如利用如图所示装置将重所示装置将重为100N的物体匀速从斜面的的物体匀速从斜面的底端拉到底端拉到顶端。已知斜面的端。已知斜面的长是是5m，高是，高是2m，拉力，拉力为F=50N，则该装置的机械效率装置的机械效率为（） A. 40% B. 50% C. 80% D. 100%三、实验探究三、实验探究探究一：测滑轮组的机械效率探究一：测滑轮组的机械效率滑轮组提高重物时滑轮组提高重物时: :W有用有用
19、 G物物 hW总总 F s S= n h实验原理实验原理钩码重G/N224钩码上升高度h/m0.10.10.1有用功W有/J0.20.20.4拉力F/N0.80.61绳端移动距离S/m0.30.50.5总功W总/J0.240.30.5机械效率83.3%66.7%80%“议一议议一议”：1、对于同一个机械，如果使用情况不同，、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？机械效率相同吗？有何特点呢？ 为什么？为什么？ 不相同。不相同。 对于对于同一个机械同一个机械，机械的自重和摩擦不变，机械的自重和摩擦不变，所以机械的所以机械的额外功不变额外功不变 所挂的所挂的重物越大重物越大，
20、有用功越多有用功越多，则有用功，则有用功所所占的比例越大占的比例越大所以，对于所以，对于同一个机械同一个机械，所挂的，所挂的重物越大重物越大，机械效率越高机械效率越高3、通过实验探究，你认为如何才能提高机械的机、通过实验探究，你认为如何才能提高机械的机械效率？械效率？ 增大有用功所占的比例：额外功一定时，增加有用功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，减小额外功减小额外功所占的比例：有用功一定时，减小额外功“议一议议一议”：2、对于不同的机械，如果所挂的重物相同，那么、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？为什么？机械效率会相同吗
21、？为什么？ 机械对外所做的有用功一定时，机械本身的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，则有用功所占重力和摩擦越小，额外功就越小，则有用功所占的比例越大的比例越大所以，对于不同的机械，如果所挂的重物相同，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。机械本身的重力和摩擦越小，机械效率越高。1、比较两次两种滑轮组有什么不、比较两次两种滑轮组有什么不同？机械效率有何差异？同？机械效率有何差异？2、分析影响滑轮组机械效率的因、分析影响滑轮组机械效率的因素是什么？素是什么？影响滑轮组机械效率的影响滑轮组机械效率的因素因素1 1、滑轮组轮
22、与轴及轮与绳之间的摩擦、滑轮组轮与轴及轮与绳之间的摩擦2 2、动滑轮的自重、动滑轮的自重3 3、所提升的物重、所提升的物重4 4、机械效率与省力多少无关、与功率大小无关、与重、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！物被提升的高度无关！提高机械效率提高机械效率 的方法的方法2、改进机械的结构，减小机械自重改进机械的结构，减小机械自重 1、减小机械间的摩擦力。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，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。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例如：加强机械运动部位的
23、润滑.3 3、增加物重，让机械尽量满负荷工作、增加物重，让机械尽量满负荷工作。想一想：滑轮组水平放置时，怎样？滑轮组水平拉动物体时滑轮组水平拉动物体时: :W有用有用 f s物物W总总 F s绳绳 S绳绳= ns物物2 2如图所示，在如图所示，在50N50N的水平拉力的水平拉力F F作用下作用下, , 重重800800的物体沿水平地面做匀速直线运的物体沿水平地面做匀速直线运动动, , 物体与地面间滑动摩擦力为物体与地面间滑动摩擦力为120120. .则滑轮组的机械效率为则滑轮组的机械效率为 _ _ ；若物；若物体的速度为体的速度为0.2m/s,0.2m/s,则则1min1min内拉力做的功内拉
24、力做的功为为 _ J_ J，功率为，功率为 知识小结知识小结知识小结知识小结一、机械的三种功：一、机械的三种功：一、机械的三种功：一、机械的三种功：有用功有用功有用功有用功有利用价值的功。有利用价值的功。有利用价值的功。有利用价值的功。总功总功总功总功动力对机械所做的功。动力对机械所做的功。动力对机械所做的功。动力对机械所做的功。额外功额外功额外功额外功对人们无利用价值而又不得不做的功。对人们无利用价值而又不得不做的功。对人们无利用价值而又不得不做的功。对人们无利用价值而又不得不做的功。二、机械效率：二、机械效率：二、机械效率：二、机械效率：1 1、定义：有用功与总功的比值。、定义：有用功与总
25、功的比值。、定义：有用功与总功的比值。、定义：有用功与总功的比值。2 2、公式讨论：、公式讨论：、公式讨论：、公式讨论：1、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解:因为h= S=10cm=0.1m13W有=Gh=240 N0.1m=24J W总=FS=100 N0.3m=30J = = 100%=80% W有W总24J30J F2 2、如图所示，斜面长、如图所示，斜面长10m10m，高，高2m2m，工人要沿，工人要沿斜面把重斜面把重1500N1500N的物体匀速拉到斜面顶端，的物体匀速拉到
26、斜面顶端，若斜面的机械效率为若斜面的机械效率为75%75%，求：（，求：（1 1）工人做）工人做的有用功、总功、和额外功；（的有用功、总功、和额外功；（2 2）工人所）工人所用的拉力和物体与斜面的摩擦力。用的拉力和物体与斜面的摩擦力。F2m3 3、一辆汽车不小心开进了泥潭中，司机取来一套、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。若滑轮组欲将汽车从泥潭中拉出，如下图所示。若车重为车重为8 810104 4N N，汽车受到的阻力为车重的，汽车受到的阻力为车重的0.030.03倍，倍，滑轮组的机械效率为滑轮组的机械效率为8080，问：（，问：（1 1）该司机至少）该司机至少需用多大的力才能将汽车从泥潭中拉出？（需用多大的力才能将汽车从泥潭中拉出？（2 2）若）若拉动汽车时，汽车前进的速度为拉动汽车时，汽车前进的速度为0.1m/s0.1m/s，则司机，则司机做功的功率是多少？做功的功率是多少？
