12.3机械效率

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1、想一想：想一想：人用三种方法将沙子提到人用三种方法将沙子提到3楼分别楼分别都做了哪些功？都做了哪些功？人提沙子做功1对砂子做功2对桶做功3克服自重做功人拉滑轮做功1对砂子做功2对桶做功3对动滑轮做功人拉滑轮做功1对砂子做功2对口袋做功3对动滑轮做功一、有用功、额外功、总功一、有用功、额外功、总功 有用功（有用功（）：使用机械时对人们有用的功：使用机械时对人们有用的功额外功（额外功（）：人们不需要但又不得不做的功：人们不需要但又不得不做的功总功（总功（）：有用功与额外功的总和，即：有用功与额外功的总和，即 W W总总=W=W有有+W+W额额W有有W额额W总总想一想想一想 一个人用水桶从井里打水一

2、个人用水桶从井里打水,有用功是什么？有用功是什么？额外功是什么？额外功是什么？若桶掉在水中若桶掉在水中,把装满水的桶捞起来把装满水的桶捞起来,则有则有用功又是什么？额外功又是什么？用功又是什么？额外功又是什么？对水做的功为有用功，对桶做的功为额外功对水做的功为有用功，对桶做的功为额外功对桶做的功为有用功，对水做的功为额外功对桶做的功为有用功，对水做的功为额外功GF2、用滑轮组将物体拉上来，对什么做的是有、用滑轮组将物体拉上来，对什么做的是有用功？对什么做的是额外功？用功？对什么做的是额外功？有用功实质：有用功实质：是不用机是不用机械而直接用手做的功，械而直接用手做的功，总功实质总功实质是使用机

3、械时是使用机械时拉力所做的功拉力所做的功W W有有=Gh=Gh W W总总=Fs=Fs人提沙子做功1对砂子做功2对桶做功3克服自重做功人拉滑轮做功1对砂子做功2对桶做功3对动滑轮做功人拉滑轮做功1对砂子做功2对口袋做功3对动滑轮做功二、机械效率二、机械效率1.1.定义：定义：有用功跟总功的比值叫机械效率。有用功跟总功的比值叫机械效率。2.2.表达式表达式:总有WW因为机械效率是两个功的比值，因此没有单位。因为机械效率是两个功的比值，因此没有单位。想一想想一想没有！因为有用功总小于总功，所以没有！因为有用功总小于总功，所以机械效率总小于机械效率总小于1 1 1 1、有没有机械效率为、有没有机械效

4、率为100%100%的机械？为什么？的机械？为什么？2 2、怎样才能提高机械的效率？、怎样才能提高机械的效率？.减小机械自重。减小机械自重。动滑轮太重，使得滑轮组机动滑轮太重，使得滑轮组机械效率很低，换用较轻滑轮就可提高其机械效率械效率很低，换用较轻滑轮就可提高其机械效率。.减小机械间的摩擦力。减小机械间的摩擦力。.增大物体的重量。即在额外功不变的情况下增大物体的重量。即在额外功不变的情况下增大有用功增大有用功使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所做的有用功跟总功的比值是的比值是60%60%；或者说或者说有用功在总功中占有有用功在总功中占有60%60%，另外的，另外的40

5、40是额外功是额外功起重机的机起重机的机械效率是械效率是60%60%，它表，它表示什么意思？示什么意思？解解:m=0.6t=600kg 物重物重G=mg=600kg10N/kg=6000N 起重机提升重物所做的有用功起重机提升重物所做的有用功 W有有=Gh=6000N4m=24000J 因此因此,起重机的机械效率起重机的机械效率=W有有/W总总=2.4J/3.4J=70%例题例题 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?已知已知:G G=240N;=240N;F F=100N;=100N;s s

6、=30cm=0.3m=30cm=0.3m求求:W W有有 =?=?;=?=?解解:s=3h s=3h h h=s s=0.1m=0.1m13W W有用有用=Gh=Gh=240=240 N N0.1m=24J0.1m=24J W W总总=Fs=100=Fs=100 N N0.3m=30J0.3m=30J =100%=80%W W有有W W总总24J J30J J FG做一做做一做一些机械的机械效率：一些机械的机械效率：滑轮组：滑轮组：50%70%起重机：起重机：40%50%一些机械的机械效率：一些机械的机械效率：抽水机：抽水机：60%80%柴油机：柴油机：28%40%一些机械的机械效率：一些机械

7、的机械效率：三、测滑轮组的机械效率三、测滑轮组的机械效率讨论：讨论：为得出滑轮组滑轮组的机械效率，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？刻度尺刻度尺、钩码、弹簧、钩码、弹簧测力计测力计、滑轮、滑轮组两个、铁架台、长约组两个、铁架台、长约2m的细绳。的细绳。实验器材：%100sG%100FhWW总有用拉力拉力F钩码重钩码重G钩码上升的高度钩码上升的高度h 拉力通过的距离拉力通过的距离sWGhWFs 有有总总弹簧测力计、刻度尺弹簧测力计、刻度尺、铁架台、滑轮、细线、钩码铁架台、滑轮、细线、钩码竖直竖直向上，向上，缓慢缓慢拉动测力计拉动测力计实验原理实验原理实验器材实验器材注

8、意事项注意事项三、测滑轮组的机械效率三、测滑轮组的机械效率物体的重力物体的重力G G拉力拉力F F物体上升高度物体上升高度h h拉力移动距离拉力移动距离S S需要测量的量需要测量的量实验步骤：实验步骤：1.照图，把滑轮组和刻度尺安装好，测出钩照图，把滑轮组和刻度尺安装好，测出钩码码G的值，并记录表中。的值，并记录表中。2.匀速竖直匀速竖直拉动弹簧测力计，使钩码拉动弹簧测力计，使钩码G上升，上升，读出弹簧测力计所示拉力读出弹簧测力计所示拉力F的值的值，从刻度，从刻度尺读出钩码升高的距离尺读出钩码升高的距离h和弹簧测力计移和弹簧测力计移动的距离动的距离S，记录数据在表格中。，记录数据在表格中。3.

9、分别算出有用功和总功、机械效率。记录分别算出有用功和总功、机械效率。记录结果。结果。4.再安装另外的滑轮组，再重复上面的实验。再安装另外的滑轮组，再重复上面的实验。记录数据记录数据次数次数钩码所受钩码所受重力重力G/N提升高提升高度度h/m有用功有用功W有有/J拉力拉力F/N绳端移动的绳端移动的距离距离 s/m总功总功W总总/J机械机械效率效率123想一想想一想怎样才能提高机械的效率？怎样才能提高机械的效率？.减小机械自重。减小机械自重。动滑轮太重，使得滑轮组机动滑轮太重，使得滑轮组机械效率很低，换用较轻滑轮就可提高其机械效率械效率很低，换用较轻滑轮就可提高其机械效率。.减小机械间的摩擦力。减

10、小机械间的摩擦力。.增大物体的重量。即在额外功不变的情况下增大物体的重量。即在额外功不变的情况下增大有用功增大有用功影响滑轮组机械效率的因素影响滑轮组机械效率的因素 1 1、滑轮组轮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（减小摩擦可以减少额外功，提高机械（减小摩擦可以减少额外功，提高机械效率）效率）2 2、所提升的物重、所提升的物重（物重增加，机械效率也提高）（物重增加，机械效率也提高）3 3、动滑轮的自重、动滑轮的自重（减少动滑轮的重力，机械效率也提高）（减少动滑轮的重力，机械效率也提高）1 1、某机械的机械效率是、某机械的机械效率是75%75%，这说明使用这，这说明使用这一

11、装置做功：（一装置做功：（）A A、总功是额外功的、总功是额外功的3 3倍；倍；B B、有用功是额外功的、有用功是额外功的3 3倍；倍；C C、总功是有用功的、总功是有用功的3 3倍；倍；D D、额外功占总功的、额外功占总功的3/43/4。B B练一练练一练2 2、为了提高滑轮组的机械效率，以下做法中、为了提高滑轮组的机械效率，以下做法中正确的是：（正确的是：（）A A、以较快的速度匀速提升重物；、以较快的速度匀速提升重物；B B、以较慢的速度匀速提升重物；、以较慢的速度匀速提升重物；C C、增加承担物重的绳子股数；、增加承担物重的绳子股数；D D、把滑轮做得更轻巧，减小滑轮在转动过程、把滑轮

12、做得更轻巧，减小滑轮在转动过程中的摩擦；中的摩擦；D D本课小结本课小结1 1、有用功、额外功、总功、有用功、额外功、总功2 2、机械效率、机械效率:3 3、测滑轮组的机械效率测滑轮组的机械效率总有WW探究：斜面的机械效率探究：斜面的机械效率猜一猜：猜一猜：斜面的斜面的机械效率机械效率可能和可能和哪些因素哪些因素有关？有关？1 1、斜面的光滑程度斜面的光滑程度2 2、斜面的高度斜面的高度3 3、斜面的长度斜面的长度4 4、想一想，说一说想一想，说一说利用下列器材：长木板、小木块、弹簧测力利用下列器材：长木板、小木块、弹簧测力计、刻度尺计、刻度尺说一说你的设计思路？说一说你的设计思路？实验步骤实

13、验步骤1 1、测量小木块的重量，记录数据；、测量小木块的重量，记录数据；2 2、把小木块用弹簧测力计、把小木块用弹簧测力计沿斜面匀速沿斜面匀速向上拉；向上拉；分别记录拉力分别记录拉力F F、木块沿斜面移动的距离、木块沿斜面移动的距离S S、木块上升的高度木块上升的高度h h；3 3、改变斜面的倾斜程度，重复步骤、改变斜面的倾斜程度，重复步骤2.2.斜面的斜面的倾斜程倾斜程度度木块重木块重G/N斜面高斜面高度度h/m沿斜面沿斜面拉力拉力F/N斜面长斜面长s/m有用功有用功W有有/J总功总功W总总/J机械效机械效率率较缓较陡最陡 0.061.71.71.70.10.140.40.50.60.820

14、.820.820.10.170.240.330.410.4930 4149 记录数据记录数据实验结论实验结论斜面的机械效率跟斜面的斜面的机械效率跟斜面的光滑程度光滑程度与与斜面的坡度斜面的坡度有关，斜面越光滑、有关，斜面越光滑、坡度越大，机械效率越高坡度越大，机械效率越高 1 1 杠杆杠杆 2 2 滑轮滑轮 竖直拉物体竖直拉物体 水平拉物体水平拉物体 3 3斜面斜面关于机械效率的三类计算关于机械效率的三类计算1 1杠杆杠杆=W有用有用100W总总=G物物h上升上升F F拉拉S S绳子绳子100相似相似三角形三角形S/h=L动动/L阻阻=G物物L阻阻F F拉拉L L动动1002 2 滑轮滑轮竖直

15、拉动物体竖直拉动物体=W有用有用W总总100=G物物h上升上升F F拉拉S S绳子绳子100=G物物h上升上升F F拉拉nhnh上升上升100=W有用有用W总总100=F钩子钩子h移动移动F F拉拉S S绳子绳子=(G物物 F浮浮)h移动移动F F拉拉S S绳子绳子100100水平水平拉动物体拉动物体=W有用有用W总总100=f摩擦摩擦h移动移动F F拉拉S S绳子绳子100=F F拉拉nhnh移动移动f摩擦摩擦h移动移动100W总=FLW有用=GhW额外=fL=W有用有用W总总100=G物物h上升上升F F拉拉L L100=G物物h上升上升GhGh+fLfL1003 斜面考虑摩擦力考虑摩擦力

16、GFGF1、使用下面的两个滑轮组，提升相同的重物，提、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？升相同的高度，哪个机械效率大？动滑轮个数较少，动滑轮个数较少，自重轻，绳子股数自重轻，绳子股数少，摩擦也小，额少，摩擦也小，额外功较少外功较少动滑轮个数动滑轮个数较多，绳子较多，绳子股数多，额股数多，额外功较多外功较多将相同重物提升相同将相同重物提升相同高度，做有用功相同高度，做有用功相同检测练习检测练习故左边的机械效率大故左边的机械效率大2.如下图所示,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

17、为_，额外功为_，机械效率为_。GhGhFSFSfSfSFSGh 3.下列关于机械效率的说法中正确的是下列关于机械效率的说法中正确的是()A.做功多的机械，机械效率一定高做功多的机械，机械效率一定高B.单位时间内所做的功越多，机械效率越高单位时间内所做的功越多，机械效率越高C.使用任何机械的目的都是为了省功使用任何机械的目的都是为了省功D.使用任何机械，它的机械效率总小于使用任何机械，它的机械效率总小于14.在测定滑轮组机械效率的实验中，用到的测量工具有在测定滑轮组机械效率的实验中，用到的测量工具有_和和_，需要测的物理量有，需要测的物理量有_、_、_、_(要求写出名称的符号要求写出名称的符号

18、)，测量原理是，测量原理是_D刻度尺刻度尺弹簧测力计弹簧测力计FSGh=100%(或=100%).总总有用有用WWFsGh5.如图所示，重为如图所示，重为500 N的物体与地面间的摩擦力是的物体与地面间的摩擦力是150 N，为了使物体匀速移动，必，为了使物体匀速移动，必 须在绳端施加须在绳端施加60 N的水平的水平拉力，则滑轮组的机械效率为拉力，则滑轮组的机械效率为 ；若物体移动速；若物体移动速 度为度为0.2 m/s，则，则1 min内拉力所做的功为内拉力所做的功为_ J.83.3%2160（1）绳端移动的距离是重物的）绳端移动的距离是重物的3倍（有倍（有3段绳子拉）段绳子拉）L=3s滑轮组

19、的机械效率滑轮组的机械效率=(fs)/(FL)=150Nxs/(60Nx3s)=150/(60 x3)=83.3%(2)若是物体移动的速度为若是物体移动的速度为0.2米每秒，设物体移动的距离为米每秒，设物体移动的距离为S=0.2x60=12m，绳端移动的距离是，绳端移动的距离是L=3S=3x12m=36m则则1min内拉力做功内拉力做功W=FL=60Nx36m=2160J 6.某人用如图所示的滑轮组提升某人用如图所示的滑轮组提升2000牛牛的重物，使用的拉力是的重物，使用的拉力是800牛，绳子自牛，绳子自由端被拉下由端被拉下4米。米。（1）这个人做的总功是多少焦？）这个人做的总功是多少焦？（2

20、）有用功是多少焦？）有用功是多少焦？（3）额外功是多少焦？）额外功是多少焦？（4）这个滑轮组的机械效率是多少？）这个滑轮组的机械效率是多少？FG)(32004800)1(:JmNFSW总解)(2000442000)2(JmNnSGGhW有用)(120020003200)3(JJJWWW有用总额外%5.62625.032002000)4(JJWW总有用FG7.小明用小明用100N的力沿竖直方向将杠杆的一端拉下的力沿竖直方向将杠杆的一端拉下2m，杠，杠杆的另一端将杆的另一端将320N的重物提高了的重物提高了0.5m，(1)他做的有用功是多少？他做的有用功是多少？(2)总功是多少？总功是多少？(3)杠杆的机械效率是多少？杠杆的机械效率是多少？