教科年级物理机械效率PPT学习教案

《教科年级物理机械效率PPT学习教案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《教科年级物理机械效率PPT学习教案（42页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、会计学1教科年级物理机械效率教科年级物理机械效率知知 识识 回回 顾顾1 1、什么是功？、什么是功？2 2、功的计算式是什么？、功的计算式是什么？3 3、功的原理是什么？如何理解、功的原理是什么？如何理解？ 一是一是作用在物体上的力作用在物体上的力； 二是二是物体在力的方向上通过的距离物体在力的方向上通过的距离。 W=Fs (W=Gh)W=Fs (W=Gh) 使用任何机械都不省功使用任何机械都不省功第1页/共42页 把重物把重物G提高提高h米！可以用力米！可以用力F直接对它做功直接对它做功；也可以利用动滑轮对它做功。；也可以利用动滑轮对它做功。 这两种方法这两种方法做功相等吗？做功相等吗？hh

2、 那我们为什么还那我们为什么还要使用动滑轮呢？要使用动滑轮呢？用动滑轮可以省力用动滑轮可以省力！ 用动滑轮用动滑轮做功做功多！做功做功多！GGGG第2页/共42页G/Nh/mW直直/JF/Ns/mW轮轮/J结论：使用动滑轮比直接提升物体不省功。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。推论：使用任何机械不省功。使用动滑轮是否省功？使用动滑轮是否省功？议一议：为什么使用动滑轮后还要多做功？议一议：为什么使用动滑轮后还要多做功？G=5N, G动滑轮动滑轮=1N, h=10cm第3页/共42页机械的三种功机械的三种功 要提升要提升G，同时，同时必须将动滑轮也必须将动滑轮也提升。

3、要克服滑提升。要克服滑轮重和摩擦力额轮重和摩擦力额外多做功，否则外多做功，否则不能完成任务。不能完成任务。 对滑轮做的功对滑轮做的功、克服摩擦做的、克服摩擦做的功叫功叫额外功额外功。提升重物提升重物G是目的，是目的，对对重物做的功重物做的功叫叫有用功有用功！动力动力F做的功，做的功，包括包括对重物做对重物做的功和对动滑的功和对动滑轮做的功叫轮做的功叫总总功功第4页/共42页G/Nh/mW直直/JF/Ns/mW机机/J额外功：由于机械自重和摩擦等因素影响，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）。而不得不做的功（无用付出）。有用功：直接对物体所做的功有用功：直接对物体所

4、做的功(工作目的工作目的)。总功：利用机械所做的功（实际付出）。总功：利用机械所做的功（实际付出）。 概概 念念第5页/共42页n4 、三者关系：、三者关系： W总总 W有有 W额额5、总功、有用功、额外功的、总功、有用功、额外功的单位都是单位都是焦耳（焦耳（J）。）。第6页/共42页用水桶从井中提水时，所做的有用功是用水桶从井中提水时，所做的有用功是 ，额外功是，额外功是 ，总功是总功是 ；如果桶掉到井里，从井里捞桶时，桶里带了如果桶掉到井里，从井里捞桶时，桶里带了一些水，有用功是一些水，有用功是 ，额外功是额外功是 ，总功是，总功是 。 克服水的重力做功克服水的重力做功克服桶的重力做功克服

5、桶的重力做功拉力所做的功拉力所做的功克服桶的重力做功克服桶的重力做功克服水的重力做功克服水的重力做功拉力所做的功拉力所做的功第7页/共42页你会选哪种方法呢？你会选哪种方法呢？?想想议议想想议议第8页/共42页123123对沙子做功对沙子做功对桶做功对桶做功对自己做功对自己做功对沙子做功对沙子做功对桶做功对桶做功对滑轮做功对滑轮做功对沙子做功对沙子做功对口袋做功对口袋做功对滑轮做功对滑轮做功每种方法都要对哪些做功？每种方法都要对哪些做功？第9页/共42页请计算出有用功、额外功和总功分别是多少？请计算出有用功、额外功和总功分别是多少？第10页/共42页123123对沙子做功对沙子做功对桶做功对桶

6、做功对自己做功对自己做功对沙子做功对沙子做功对桶做功对桶做功对滑轮做功对滑轮做功对沙子做功对沙子做功对口袋做功对口袋做功对滑轮做功对滑轮做功600J2520J600J180J600J90J算出三种办法中有用功在总功中占的百分比。算出三种办法中有用功在总功中占的百分比。3120J780J690J第11页/共42页123123对沙子做功对沙子做功对桶做功对桶做功对自己做功对自己做功对沙子做功对沙子做功对桶做功对桶做功对滑轮做功对滑轮做功对沙子做功对沙子做功对口袋做功对口袋做功对滑轮做功对滑轮做功600J2520J600J180J600J90J3120J780J690J19%76%86%第12页/共

7、42页 机机 械械 效效 率率1.定义：有用功与总功的比值叫机械效率定义：有用功与总功的比值叫机械效率.总有WW2.公式公式: 没有！使用任何机械都不可避免地要做额外功没有！使用任何机械都不可避免地要做额外功, ,因为有用功总小于总功，所以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 讨论：讨论： 有没有机械效率为有没有机械效率为100%100%的机械？为什么？的机械？为什么？1 1、常用百分数表示常用百分数表示2、总总是是小于小于100%100%3 3、没有单位没有单位 在使用机械时，有用功在总功中所占份额越多越好在使用机械时，有用功在总功中所占份额越多越好。它反映了机械的一种

8、性能，物理学中表示为。它反映了机械的一种性能，物理学中表示为机械效率机械效率。第13页/共42页 使用起重机提升重物时所做的有用功跟总功使用起重机提升重物时所做的有用功跟总功的比值是的比值是60%60%，也可以说有用功在总功中占有，也可以说有用功在总功中占有60%60%，另外的，另外的4040是额外功是额外功起重机的起重机的机械效率机械效率是是60%60%，它表示什它表示什么意思？么意思？一些机械的机械效率：一些机械的机械效率： 第14页/共42页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% 第15页/共42页请你判断：请你判断：下面说

9、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，机械效率越高（做总功越多，机械效率越高（ ）5做相同的有用功，额外功越少，机械效率做相同的有用功，额外功越少，机械效率越高（越高（ ）6做相同的总功时，有用功越多，机械效率做相同的总功时，有用功越多，机械效率越高（越高（ ）7机械效率越高，越省力（机械效率越高，越省力（ ）第16页/共42页 如图所示：用如图所示：用80N80N的拉力的拉力, ,将将180N180N的物体的

10、物体匀速举高匀速举高1m1m，绳重、摩擦不计。，绳重、摩擦不计。求求: :（1 1）W W总总= =？ （2 2）W W有用有用= =？ (3) W(3) W额外额外=? =? (4)=? (4)=? (5) G(5) G动动=?=?GF.例题例题1：第17页/共42页F. 如图所示：若物重如图所示：若物重500N，摩擦，摩擦阻力为重力的阻力为重力的0.2倍，在倍，在120N的拉力的拉力作用下物体以作用下物体以0.2m/s的速度匀速运动的速度匀速运动5s，求：，求： 1、有用功、有用功 2、总功、总功、 3、机械效率、机械效率例题例题2：第18页/共42页知识小结知识小结一、机械的三种功：一、

11、机械的三种功： 有用功有用功对人们有用的功对人们有用的功 总功总功动力对机械所做的功动力对机械所做的功 额外功额外功对人们无用而又不得不做的功对人们无用而又不得不做的功额外有用总WWW二、机械效率：二、机械效率： 1、定义：有用功与总功的比值。、定义：有用功与总功的比值。3、公式理解、公式理解：%100总有用WW2、公式、公式： 1、常用百分数表示常用百分数表示 2 2、小于小于100%100% 3 3、没有单位没有单位 第19页/共42页测滑轮组的机械效率测滑轮组的机械效率实验探究：实验探究：第20页/共42页【实验目的】1学习安装滑轮组。学习安装滑轮组。2学习测滑轮组的机械效率。学习测滑轮

12、组的机械效率。3分析得出影响滑轮组机械效率的因素。分析得出影响滑轮组机械效率的因素。4分析得出提高滑轮组机械效率的方法。分析得出提高滑轮组机械效率的方法。【实验原理】%100sG%100FhWW总有用第21页/共42页讨论讨论：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、滑轮组两个、铁架台、长约轮组两个、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s第22页/共42页1、使用弹簧测

13、力要调零！、使用弹簧测力要调零！2、使用弹簧测力测力时、使用弹簧测力测力时要要匀速匀速竖直竖直向上向上拉！拉！注意事项：注意事项：第23页/共42页你组装成的滑轮组！你组装成的滑轮组！第24页/共42页再安装另外的滑轮组，再重复再安装另外的滑轮组，再重复上面的实验。上面的实验。第25页/共42页甲乙丙钩码重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%比较甲和乙得出结论：比较甲和乙得出结论： 物重物重一定，动滑轮一定，动滑轮越重越重，机

14、械效率，机械效率低低。比较乙和丙得出结论：比较乙和丙得出结论： 动滑轮重动滑轮重一定一定, ,物重物重越大越大，机械效率，机械效率越高越高。比较滑轮组有比较滑轮组有什么不同？什么不同？机械效率有何机械效率有何差异？差异？第26页/共42页100%总有WW%100FSGh%100FnhGh%100nFG第27页/共42页甲乙丙钩码重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%比较滑轮组有比较滑轮组有什么不同？什么不同？机械效率有何机械效

15、率有何差异？差异？第28页/共42页分析影响滑轮组机械效率的因素分析影响滑轮组机械效率的因素是什么？是什么？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、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！关、与重物被提升的高度无关！第29页/共42页提高机械效率提高机械效率 的方法的方法2、改进机械结构，减小机械自重（减小额外功）改进机械结构，减小机械自重（减小额外功） 1、减小机械间的摩擦力（减小额外功）减小机械间的摩擦力（减小额外功）请你思

16、考例如：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润滑.3 3、 增加物重（增大有用功）增加物重（增大有用功）第30页/共42页机械效率的综合计算机械效率的综合计算1、总功的计算方法：、总功的计算方法：一、基本公式及推导一、基本公式及推导：（1）、）、W W总总=Fs=FsS=nhS=nh（坚直方向）（坚直方向）S=nSS=nS物物（水平方向）（水平方向）F= (GF= (G物物+G+G动动) )1nS= VtS= Vt第31页/共42页（3）、）

17、、W W总总=P=P总总t t2、有用功的计算方法、有用功的计算方法：（1）、）、W W有有=G=G物物h h( (坚直方向提升物体做功坚直方向提升物体做功）（2）、）、W W有有=fs=fs物物(水平方向拉动物体做功）水平方向拉动物体做功）（2）、）、W W总总=W=W有有+W+W额额 S= S= h h1nS S物物= V= V物物t tf f- -摩擦力摩擦力（4）、）、有总WWS S物物= S= S1n第32页/共42页（3）、）、W W有有=W=W总总W W额额（4）、）、W W有有=P=P有有t t（5）、）、W W有有=W=W总总3、额外功的计算方法、额外功的计算方法：（1）、）

18、、W W额额=G=G动动h h( (滑轮组坚直方向提升物体做功滑轮组坚直方向提升物体做功）（2）、）、W W额额= =f fL L( (斜面提升物体做功）斜面提升物体做功）第33页/共42页（3）、）、W W额额=W=W总总W W有有2、机械效率的计算方法、机械效率的计算方法：（1）、）、100%总有WW（3）、）、100%额有有WWW（4）、）、W W额额=W=W总总（1 1 ）（2）、）、100%nFG物第34页/共42页（4）、）、100%动物物GGG（5）、）、100%总有PP（6）、）、100%实际理想FF第35页/共42页二、如何分辨哪些是有用功、哪些是总功？二、如何分辨哪些是有用

19、功、哪些是总功？2 2、在利用滑轮组拉动物体做功时，滑轮组的、在利用滑轮组拉动物体做功时，滑轮组的挂钩克服物体与水平面的摩擦力做的功是有用挂钩克服物体与水平面的摩擦力做的功是有用功，可用功，可用W有有=fs物物来计算；绳子自由端的拉力来计算；绳子自由端的拉力所做的功是总功，可用所做的功是总功，可用W总总=Fs来计算。来计算。其中其中s=ns物物、s物物=v物物t 、V绳绳=nV物物 1 1、在利用滑轮组提升重物时，滑轮组的挂钩、在利用滑轮组提升重物时，滑轮组的挂钩对重物做的功是有用功，可用对重物做的功是有用功，可用W有有=G物物h来计来计算；绳子自由端的拉力所做的功是总功，算；绳子自由端的拉力

20、所做的功是总功，可用可用W总总=Fs来计算。其中来计算。其中s=nh h=V物物t V绳绳=nV物物第36页/共42页3 3、起重机、抽水机克服物重所做的功是有用、起重机、抽水机克服物重所做的功是有用功，可用功，可用W有有=Gh来计算。汽车匀速行驶时，来计算。汽车匀速行驶时，克服地面和空气阻力所做的功是有用功，可用克服地面和空气阻力所做的功是有用功，可用W有有=fs来计算。来计算。4 4、汽车、起重机、抽水机等机械做功时，一、汽车、起重机、抽水机等机械做功时，一般消耗功率、输入功率、额定功率都是指总功般消耗功率、输入功率、额定功率都是指总功率，输出功率、实际功率指有用功率。率，输出功率、实际功

21、率指有用功率。第37页/共42页例题例题1 1：用如图的滑轮组，把重：用如图的滑轮组，把重100N100N的物体匀的物体匀速提高速提高3m3m，作用在绳子自由端的拉力为，作用在绳子自由端的拉力为60N60N，求：（求：（1 1）滑轮组的机械效率；）滑轮组的机械效率；（2 2）若用该滑轮来提升重）若用该滑轮来提升重180N180N的物体时，作的物体时，作用在绳子自由端的拉力为多大？此时，滑轮组用在绳子自由端的拉力为多大？此时，滑轮组的机械效率是多少？的机械效率是多少？( (不计绳重及摩擦不计绳重及摩擦) )FG典型例题典型例题第38页/共42页例题例题2 2：如图，重：如图，重900N900N的

22、货物，与地面的的货物，与地面的接触面积为接触面积为0.5m0.5m2 2（1 1）货物对水平地面的压强多大？）货物对水平地面的压强多大？（2 2）如图乙，工人用滑轮组）如图乙，工人用滑轮组10s10s内使货物内使货物匀速上升了匀速上升了3m3m，工人拉绳子的速度多大？，工人拉绳子的速度多大？（3 3）若动滑轮重）若动滑轮重300N300N( (不计绳重和摩擦不计绳重和摩擦),),工人的拉力多大？工人做功多少？滑轮组工人的拉力多大？工人做功多少？滑轮组机械效率多大？机械效率多大？（4 4）若用该装置提起）若用该装置提起1200N1200N的货物，那么的货物，那么货物上升货物上升3m3m，工人所做

23、的功是多少？，工人所做的功是多少？甲乙第39页/共42页例题例题3 3：一辆汽车不小心开进了泥潭中，司机取来一套滑：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。若车重为轮组欲将汽车从泥潭中拉出，如下图所示。若车重为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，滑轮组的机倍，滑轮组的机械效率为械效率为8080，问：（，问：（1 1）该司机至少需用多大的力才能）该司机至少需用多大的力才能将汽车从泥潭中拉出？（将汽车从泥潭中拉出？（2 2）若拉动汽车时，汽车前进的）若拉动汽车时，汽车前进的速度为速度为0.1m/s0.

24、1m/s，则司机做功的功率是多少？，则司机做功的功率是多少？第40页/共42页例题例题4 4：在：在“测滑轮组机械效率测滑轮组机械效率”的实验中，用同一滑轮组的实验中，用同一滑轮组进行了两次实验，实验数据如下表所示。进行了两次实验，实验数据如下表所示。次次数数钩码重钩码重G/NG/N钩码上升的钩码上升的高度高度h/cm弹簧测力计的弹簧测力计的示数示数F/N弹簧测力计移弹簧测力计移动的距离动的距离s/cm1 12 25 50.60.625252 24 48 81.11.1G1 1、在表格的空格处，填上合适的数据。、在表格的空格处，填上合适的数据。2 2、在图中用笔画线代替细绳组装滑轮组。、在图中用笔画线代替细绳组装滑轮组。3 3、第、第1 1次实验测得滑轮组的机械效率为次实验测得滑轮组的机械效率为_。4 4、如果将重为、如果将重为3N3N的钩码挂在同一滑轮组下，根的钩码挂在同一滑轮组下，根据题中已有的信息可以估算出这时滑轮组的机据题中已有的信息可以估算出这时滑轮组的机械效率值应在械效率值应在_范围内。范围内。第41页/共42页