初二物理课件_第十二章第三节机械效率课件t

注意事项：
①要匀速拉动物体。 ②拉力要与斜面平行。
③及时记录数据。
实验装置：
S
F
h
实验前请猜想:
1).你认为省力多少与斜面的倾斜程度有什么关系? 2).斜面的机械效率与它的倾斜程度有什么关系?
斜面的倾 斜程度 较缓 较陡 最陡 小车重 量G/N 斜面高度 h/m
沿斜面 拉力 F/N
斜面长 s/m
第三节
机械效率
小明家住在二楼，买了一批木料，可以直 接用手拉到二楼，也可以使用动滑轮，使用动 滑轮的作用为了 省力 。
用手直接对木料做 功与手对机械做功 相等吗？
通过一动滑轮用60 牛的拉力提起重为100 牛的重物，使重物提高2米。
（1）拉力做多少功？ F （2）如用手直接提起做功多少？ S=2h=2×2m=4m W用机械=FS=60N×4m=240J W手=Gh=100N×2m=200J 为什么利用实际机械做的功大于不用机械直接用 手做的功呢 ？
实验器材： 刻度尺、钩码、弹簧秤、滑轮组两个、铁架台、长约2m的细绳。
测量的物理量： ①物重G、 ②物体上升高度h、
③拉力F、 ④拉力移动的距离
测量过程中注意：应在竖直方向上匀速拉动
使用弹簧测力计时首先 要做的是什么呢？
用弹簧测力计测 钩码的重力
你组装成的滑轮组！
匀速拉动弹簧秤使钩码升高到某一位置处， 从弹簧秤读出拉力F的数值
钩码上升的高度（h）
细绳自由端通 过的距离（s）
实验步骤：
1. 照课本图9-30，把滑轮组和刻度尺安装好，测出钩码G 的值，并记录表中。 2. 匀速竖直拉动弹簧测力计，使钩码G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和弹簧测力计移动的距离S，记录数据在表格中。 3. 分别算出有用功和总功、机械效率。记录结果。 4. 再安装另外的滑轮组，再重复上面的实验。
G η 100% 2F
滑轮组中若已知承担物重绳子的段数为n，则
G η 100% nF来自起重机的 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 的比值是60%，也可以说有用功在总功中占有 60%，另外的40％是额外功．
学情展示
1、用一根撬棒撬石块的过程中，石块重500N， 人做功40J时，恰能将石块抬高6cm，则些过程 中有用功是____J,额外功是_____J,总功是 _____J,机械效率是_______; 2．一台起重机将重3600N的货物提高4m如果额 外功是9600J，起重机做的有用功是多少？总功 是多少？机械效率是多少？
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。
三、实验：测滑轮组的机械效率
【实验目的】 1．学习安装滑轮组。
2．学习测滑轮组的机械效率。 3．分析得出影响滑轮组机械效率的因素。
【实验原理】
讨论：
为得出滑轮组的机械效率，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？
有用功 W有/J
总功 W总/J
机 械 效 率
10 10 10
0.1 0.2 0.3
3 4 5
1 1 1
1 2 3
3 4 5
33﹪ 50﹪ 60﹪
6、斜面的机械效率与
注： 粗糙程度相同，斜面越陡（倾斜程度越大），效率越高
倾斜程度相同，斜面越光滑，效率越高。
①倾斜程度 有关 ②粗糙程度
3、斜面的机械效率 斜面的机械效率跟斜面的光滑程度与斜面 的坡度有关，斜面越光滑、坡度越大，机械效
物 理 量 1 2 3
G/N h/m F/N s/m W手 W手
对木 材 对机 械
100 150 200
3 3 3
72 100 125
6 6 6
300 432 450 600 600 750
用手直接对木料做功与手对机械做功相等吗？ 议一议：为什么使用动滑轮后手要多做功？
机械的三种功
提升重物G是 目的，有利 用价值，是 有用功 要实现目的，完 成有用功,必须施 加动力F对滑轮做 功，是总功
一、三种功
• • • • • • 1、有用功（W有）：对人们有用的功。 计算： W有＝Gh－－提升物体； W有＝fS物－－水平移动 2 、额外功（W额）：人们不需要但又不 得不做的功。 计算： W额＝G动h－－提升物体，且不计摩擦与绳重； W额 ＝fL－－斜面 3 、总功（W总）：有用功与额外功的总和（运用机械时动力F所做的 功）。 • 计算： W总＝FS－－滑轮组[F=(G+G动)/n S=nh]； • W总 ＝FL－－斜面 • 4 、三者关系： W总＝ W有＋ W额
1对砂子做功
1对砂子做功
600J
600J
1对砂子做功 600J
功人 提 沙 子 做
3120J
2对桶做功
功人 拉 滑 轮 2520J 做
780J
2对桶做功
180J
功人 拉 滑 轮 做
690J
2对口袋做功
90J 3对动滑轮
3克服自重
做功
3对动滑轮
做功
做功
你希望额外功多些还是少些呢？
请算出刚才的三种办法中有用功在总功中占的百分比。
0.4
1 0.5 0.5 80%

1、比较两次两种滑轮组有什么不同？ 机械效率有何差异？ 2、分析影响滑轮组机械效率的因素是 什么？
实验结论： 1、用不同的滑轮组提升同一重物时，机 械效率 不同 ，动滑轮多的做的 额外 功多， 机械效率 低 （填高或低） 2、用同一滑轮组提升不同重物时，机械效 率 不同 ，重物越重做的 有用功多，机械效率 高 （填高或低）。 2、滑轮组提升重物时，机械效率的高低 动滑轮重力 摩擦力 与 、 、以及 提升物体的重力 有关。
应用 分析 你 会 选 哪 种 方 法 呢
功人 提 沙 子 做
1.对砂子做功
2.对桶做功
3.克服自重做功
功人 拉 滑 轮 做
1.对砂子做功
2.对桶做功
3.对动滑轮做功
功人 拉 滑 轮 做
1.对砂子做功
2.对口袋做功
3.对动滑轮做功
砂子重100N 地面到三楼高6 m
人重400N
桶重20N
动滑轮重10N 口袋重5N
“议一 2、对于不同的机械，如果所挂的重物相同，那么 议”：
机械效率会相同吗？为什么？ 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，则有用功所占的比例越大 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。 3、通过实验探究，你认为如何才能提高机械的机械效率？
用 哪 种 方 法 好 ？
二、机械效率
有用功跟总功的比值叫机械效率
公式： 机械效率一般用百分数表示，没有单位 看看刚才的数据，思考机械效率会大于１吗？为什么？
有用功总小于总功，所以机械效率总小于1
规律： 对于竖直放置的滑轮来说 机械效率 W
η
有
W总
定滑轮的机械效率 动滑轮的机械效率
Gh 100% 100% FS G η 10 0% F
2、如下图所示，用一动滑轮拉一物体在水平 面上匀速运动的距离是L ，物体受到的摩擦力 为f，水平拉力为F，则动滑轮所做的有用功W有 2FL fL f 它 用=___ ，总功W总=____
W有 fL fL f f ＝ f W总 Fs FnL nF
的机械效率为____ （不计滑轮重力）
L
提高机械效率的方法
1、减小机械间的摩擦力。
例如：加强机械运动部位的润滑. 2、改进机械的结构，减小机械自重
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。 3、 增加物重。
想一想：
滑轮组水平放置时，怎样？
滑轮组水平拉动物体时:
W有用＝ f s物 W总 ＝ F s绳 S绳= ns物
4：如图所示，斜面长10m，高2m，工人要沿斜面 把重1500N的物体匀速拉到斜面顶端，若斜面的机 械效率为75%，求：（1）工人做的有用功、总功、 和额外功；（2）工人所用的拉力和物体与斜面的 摩擦力。
四、影响斜面机械效率的方法
1、如图所示，用滑轮组把重为270N的货物匀速 提到1m高的楼上，所用拉力100N，则有用功、 270J 、 300J 总功和滑轮组的机械效率分别是____ ____ 、
____ . 90％

W有用 W总 Gh Gh G Fs Fnh nF
100N
G
F物 270N 1m
要提升G，同时必须将动 滑轮也提升。这时要克服 滑轮重力和摩擦而额外做 功，否则你不能完成任务。 本功无利用价值而又不得 不做，是额外功。
★用水桶从井中提水时，所做的有用功是
克服水的重力做功 ，额外功是 克服桶的重力做功 ，总 功是 拉力所做的功 ；
如果桶掉到井里，从井里捞桶时，捞上来 的桶里带了一些水，有用功是 克服桶的重力做功 ， 额外功是克服水的重力做功 ，总功是 拉力所做的功 。
探究二： 斜面的机械效率
1、提出猜想：
2、实验器材：
斜面的机械效率可能和 关。
斜面的坡度和粗糙程度 有
长木板、小木块、弹簧测力计、刻度尺
3、探究过程：
⑴组装器材 ⑵进行实验 ⑶分析数据，得到结论
实验过程：
①测量小木块的重量，记录数据； ②把小木块用弹簧秤沿斜面匀速向上拉；分别 记录拉力F、木块沿斜面移动的距离S、木块上 升的高度h。 ③改变斜面的倾斜程度或粗糙程度，重复步 骤②。
W有用 W总
W总 W额外 W总
“议一议”：
1、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？ 为什么？
不相同。 对于同一个机械，机械的自重和摩擦不变，所以 机械的额外功不变 所挂的重物越大，有用功越多，则有用功所占的 比例越大 所以，对于同一个机械，所挂的重物越大，机械 效率越高