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1、,第十一章 机械与功,第四节 机械效率,省力机械或者费力机械能够省功吗？,使用任何机械都不能省功,因省力的机械必费距离，省距离的机械一定费力，而功=力距离，所以不能省功,功的原理:,不省功的原因是什么？,即：利用机械做功和直接做功一样多吗？,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）。,1小明用水桶从井里打水,有用功是?额外功是?,2.若桶掉在水中,把装满水的桶捞起来,则有用功又是什么?额外功又是什么?,有用功-对水
2、做的功,额外功-对桶做的功,有用功-对桶做的功,额外功-对水做的功,区别有用功、额外功、总功,3如图.工人师傅用动滑轮将泥土匀速提升上楼顶，有用功是?额外功是?总功是？（忽略摩擦）,有用功-对泥土做的功,额外功-对桶和滑轮做的功,总功-拉力做的功（泥对土、桶和滑轮做的功）,1.用20N的水桶在3m深的井中提起30N的水，求有用功、额外功、总功。,2.若20N的桶掉进水井里,从井里捞桶时,捞上的桶里带着30N的水，求有用功、额外功、总功。,W有用=30N3m=90J,W额=20N3m=60J,W总=150J,W有用=20N3m=60J,W额=30N3m=90J,W总=150J,计算有用功、额外功
3、、总功,3.用动滑轮来提升重为8N的物体，手对绳子的拉力F=5N，重物上升了2m,求有用功、额外功和总功。,W有用=16J,W额=4J,W总=20J,机械对物体的拉力做的功,外力对机械做的功,W额= W总-W有用,输入100%,输出80%,机械效率,因为机械效率是两个功的比值，因此没有单位，是个百分比。,W总= W额+W有用,人做功,人做功,1.对沙子做功,2.对桶做功,3.克服自重做功,人做功,1.对沙子做功,2.对桶或口袋做功,3.对动滑轮做功,4.克服摩擦做功,1.对沙子做功,2.对桶做功,3.克服摩擦做功,下面人抬沙子做功时，那些功是有用功、额外功、总功？,判断：下面说法中是否正确 1
4、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用不同的滑轮组，做的有用功相同时， 机械效率一定相同 8因为有用功总小于总功，所以机械效率总小于1 9做的额外功一定时，总功越少，机械效率越高 10有用功在总功中占的比例越大，机械效率越高,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 2.分别用杠杆、定滑轮和滑轮组将同一物体举
5、升相同高度，做的有用功（） A杠杆最多 B定滑轮最多 C滑轮组最多 D一样多,练一练,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,W有=Gh=240 N0.1m=24J,W总=FS=100 N0.3m=30J,例题:,2如图，忽略绳重和摩擦，用拉力F拉着10 N的重物匀速上升，绳子自由端移动1 m，动滑轮重力2 N， 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,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
6、是60%，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%,汽油机 22%27%,一些机械的机械效率,喷气发动机 50%60%,1、某机械的机械效率为80%，使用它做400J的有用功，需同时做_J的额外功; 2、从深为5m的井中直接将一桶水提出井口，已知桶重20N，桶中水重80N若此人的目的是为了提水，则机械效率为_，若此人的目的是为了捞桶，则机械效率为_,3、机械效率不可能大于1的原因是（） A动力总大于有用阻力 B动力功总是大于机械克服全部阻力所做的功 C阻力功总是大于动力功 D它符合功的原理,物体重150N，物体与水平地面的滑动摩擦力为30
7、N ，用12.5N的拉力使物体匀速前进2m，求：总功、有用功和这个滑轮组的机械效率。,换向思维：,75J 60J 80,某水泵的功率为2kw，在半小时内将体积为18m3的水送到10m高处，不计摩擦，则水泵的机械效率是多少？（g=10N/kg） 一台抽水机，它的电动机功率是1.2kw，机械效率是80%，问它在5min内可以把多少千克水抽到20m高的水塔里去？ 作业： 书自我评价（89页）1,2 练习册100页变式2（计算题） 功三道题做纸上。,综合题：,有用功:对人们有用的功.,总 功:有用功加额外功的和.,额外功:对人们没有利用价值而又不 得不做的功.,定 义：有用功跟总功的比值.,一、功的分
8、类,二、机械效率,小 结,第二课时,1.直接对物体所做的功（机械对物体做的功）：_,2.利用机械所做的功（对机械做的功）:_,3.由于机械自重和摩擦等因素影响，而不得不做的功（机械本身消耗的功）：_ 三种功的关系式：_ 4.有用功和总功的比值叫做：_ 机械效率的计算公式：_,有用功,总功,额外功,W总= W额+W有用,机械效率,小测：,如图： 、钩码重G 、绳的拉力F 、钩码上升的高度h 、绳端上升的距离s 那么如何表示有用功、总功、额外功，机械效率？,W有用=Gh,W额外= FS-Gh,W总功=FS,猜想： 影响滑轮组的机械效率的因素：,1.货物上升高度h,2.绳子股数n,3.货物重力G,4
9、.动滑轮重力G动,设计实验,实验原理：,所测物理量：,物重G、拉力F、重物上升的距离h、 弹簧测力计移动的距离S,测量仪器：,弹簧测力计、刻度尺,在此实验中操作的关键：,1、匀速竖直向上拉动弹簧测力计 目的：测力计示数稳定；不会偏大或者偏小。,2、不能在静止时读弹簧测力计的示数，应在匀速拉动过程中读数 目的：静止时读数，因为没有滑轮轴摩擦的影响会偏小。,探究1:,滑轮组机械效率与钩码上升的高度是否有关？,甲,乙,丙,h1,h2,0.5,1,0.1,0.3,1,0.2,0.5,0.6,0.15,0.1,66.7%,0.3,0.2,66.7%,探究1:,滑轮组机械效率与钩码上升的高度是否有关？,无
10、关,探究2:,滑轮组机械效率与绳子股数是否有关？,0.5,1,0.1,0.3,1,0.1,0.75,0.2,0.15,0.1,66.7%,0.15,0.1,66.7%,无关,探究2:,滑轮组机械效率与绳子股数是否有关？,探究3:,滑轮组机械效率与钩码重（物重）是否有关？,0.5,1,0.1,0.3,4,0.1,1.5,0.3,0.15,0.1,66.7%,0.45,0.4,88.9%,有关,探究3:,滑轮组机械效率与钩码重（物重）是否有关？,探究4:,滑轮组机械效率与机械自重（动滑轮重）是否有关？,甲,乙,0.5,1,0.1,0.3,1,0.1,0.4,0.5,0.15,0.1,66.7%,0
11、.2,0.4,50%,有关,探究4:,滑轮组机械效率与机械自重（动滑轮重）是否有关？,分析：不计摩擦和绳子重力时候滑轮组的机械效率：,=,Gh,FS,100%,=,Gh,1/n(G+G动)S,=,Gh,1/n(G+G动)nh,=,G,G+G动,结论： 只与G、G动有关,滑轮组的机械 效率的影响因素：,动滑轮重,被提升物体的物重,绳重及绳与滑轮间的摩擦,总结：,拓展：,提高机械效率的方法,增大有用功,（增加物重）,减小无用功,减小机械自重（动滑轮重）,减小摩擦,测量要求： 、在测量过程中，弹簧 测力计应 拉动,读书时，应当测力计_（匀速拉动或者静止）时读数。 、刻度尺要 放置，准确量出钩码和弹簧
12、测力计上升的高度。,竖直向上、匀速,竖直,匀速拉动,1.(1)某同学做”测定滑轮组的机械效率“的实验中，所用器材除钩码、铁架台、滑轮组、细绳外，还需要_和_. (2)测量数据见下表：,则总功W总=_J，有用功W有用=_J, 机械效率=_. 绳子股数n=_,刻度尺,弹簧测力计,0.2,0.15,75%,5,3、某实验小组在“测滑轮组的机械效率”的实验中得到的数据如表所示，第1、2、3次实验装置如图中的甲、乙、丙所示。,(1)、比较1、2两次实 验，可得的结论： (2)、比较2、3两次实 验，可得的结论：,同一滑轮组，提起的 物重越重，滑轮组的 机械效率越高,不同的滑轮组机械效率不同，且在物重相同
13、时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低,4、小明在“测滑轮组机械效率”的实验中，用如图甲所示的滑轮组进行了三次实验，数据如下表：,甲,表中有一个数据的记录是错误的，错误的数据是_；,18cm或5cm,第3次实验中滑轮组的机械效率是 _；,80%,本次实验得到的结论是： _。,（1）分析表中数据，回答以下问题：,滑轮组的机械效率与物体提升的高度无关,（2）小红在小明实验的基础上 利用图乙也做了实验， 小红的做法目的是为了改变 ； 当这两位同学使用各自的滑轮 组提升相同的重物时，若忽略绳 重及摩擦，它们的机械效率_ （选填“相同”或“不相同”），理由是： _。得到 的结论是：_,滑轮组的绕线方式,相
14、同,做的有用功相同，做的额外功也相同,乙,甲,滑轮组的机械效率与绕线方式无关,（3）小军也用如图甲所示的滑轮组进行了三 次实验，实验数据如下表：,物理量,控制因素,在小军的实验中，你得到的结论是：,甲,滑轮组的机械效率与物体被提升的速度无关,4. 某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的 数据如下表所示，装置如图所示,（1）通过表中数据可分析出实验1是 用 图做的实验，实验2是用 图 做的实验。,甲,乙,（2）通过实验1和实验2的数据分析得 出结论：使用不同的滑轮组，提升相 同的重物时，动滑轮的个数越多，滑 轮组的机械效率 。,越低,（3）比较实验1和实验3可得出结论： 使用同一滑轮组， ，可 以提高滑轮组的机械效率。,增加物体的重,2、某班同学利用如图所示的实验装置完成了“测滑轮组机械效率”的实验以后，进行了小组交流，下表是甲乙两小组的实验数据记录：,甲、乙两个小组的动滑轮重相同，提起的钩码重也相同，测出的滑轮组机械效率却不同，可能的原因是什么？,2、滑轮的轮与轴间的摩擦力大小不同,答：1、测拉力时没有使测力计匀速上升，造成测量的力不准确,
八年级物理下册 114《机械效率》课件1 （新版）教科版
