机械效率课件ppt
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第十二章 简单机械
第三节 机械效率
想想议议
你 会 选 哪 种 方 法 呢 ？
1
2
3
对沙子做功
1 对桶做功
对沙子做功
对沙子做功
2 对桶做功 3 对口袋做功
克服重力做功
对滑轮做功
对滑轮做功
一、有用功、额外功、总功
有用功 W有用：使用机械时对人们有用的功。
额外功W额：人们不需要但又不 得不做的功。 总功 W：总有用功与额外功的总和 。
G
【针对训练】 建筑工人用如图所示的装置把重400 N的物体匀 速提升3 m。所用的拉力为300 N。则该工人所 做的有用功为_________J，总功为________J， 该滑轮组的机械效率是___________。
三、如何计算滑轮组水平拉动重物时的机械效率？
例2：用如图所示的装置把重400 N的物体匀速拉动 3m。已知物体与地面的摩擦力为40N，所用的拉力F 为25N。则该工人所做的有用功为_________J，总功 为______J，该滑轮组的机械效率是___________。
3
对沙子做功600J
1 对桶做功
3120J
2 对桶做功
780J
3 对桶做功
690J
2520J
180J
90J
克服重力做功
对滑轮做功
对滑轮做功
19%
76%
86%
二、 机 械 效 率
1.定义：有用功与总功的比值叫机械效率.
2.表达式:
思考：
W有
W总
W有
W有 W额
有没有机械效率为100%的机械？为什么？
有用功W有/J
0.2
0.2
0.4
拉力F/N
0.8
0.6
1
绳端移动距离S/m 0.3
0.5
0.5
总功W总/J
0.24
0.3
0.5
机械效率
83.3%
66.7%
80%
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）。
3、 增加物重。
1、现实中,关于机械效率，以下说法正确的是：A A、机械效率总小于1； B、单位时间里做功越多的机械， 机械效率越高； C、做功越多的机械，机械效率越高；
D、省力越多的机械，机械效率越高。
2、为了提高滑轮组的机械效率，以下 做法中正确的是：（ D）
A、以较快的速度匀速提升重物；
B、以较慢的速度匀速提升重物；
2、器材：
长木板、小木块、弹簧测力计、刻度尺
3、实验装置：
F S
h
4、实验过程：
①测量小木块的重力，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，重复步骤②。
5、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。 ④木板的倾斜程度要适当 ⑤要在匀速拉动的过程中读出弹簧秤的读数
四、如何计算在斜面上拉动重物时的机械效率？
例3：如图所示，用平行于斜面、大小为1.25 N的拉力 F，将重为1.8 N的物体从斜面底端匀速拉至顶端，则 这个过程中拉力做的有用功是_______J，额外功是
J，机械效率是_______。
归纳出计算方法：
直接把物 体拉升h
物体在拉力F 作用下移动距 离L所做的功
实验原理：W有 G h
W总 F s
W有 G h G h G
W总 F s F n h n F
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。
实验数据及表格设计如下：
钩码重G/N
2
2
4
钩码上升高度h/m 0.1
0.1
0.1
3、滑轮组提升重物时，机械效率的高低 动滑轮重力 、
提升物体的重力 、以及摩擦力 有关。
4、机械效率的大小，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！不能说机械效率越高就 越省力，也不能说机械效率越高功率就越大。
提高机械效率的一般方法：
1、定时润滑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。
较陡 5 0.15 2.2 0.5 0.75 1.1 68％
很陡 5 0.2 2.7 0.5 1 1.35 81％
结论：斜面越陡，越不省力，机械效率越高。
探究二：如何测量滑轮组的机械效率？
猜想：滑轮组的机械效率可能与绳子的段数和物体 的重力有关。
思考：测滑轮组的机械效率，需要测出哪些物理 量？每个量怎样测量？
没有！因为有用功总小于总功，所以机械效率 总小于1 。
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．
电动机 80%－90%．
柴油机28%－37%
起重机40%－50%
汽油机 22%－27%
蒸汽机6%－15%． 离心式水泵60%－80%
有用功总小于总功，所以机械效率总小于1。 如何提高机械效率？
减轻机械重力，减少摩擦阻力，经常保养润 滑等。
判断：下面说法中是否正确？
1. 做功多的机械，机械效率高 × 2．做总功越多，机械效率越低 × 3．做相同的有用功，额外功越少，机械效率越高 √ 4．做相同的总功时，有用功越多，机械效率越高 √
C、增加承担物重的绳子股数；
D、把滑轮做得更轻巧，减小滑轮在 转动过程中的摩擦；
5．用不同的滑轮组，做的有用功相同时，机械效率一
定相同 × 6．因为有用功总小于总功，所以机械效率总小于1 √ 7．做的额外功一定时，总功越少，机械效率越高 × 8．有用功在总功中占的比例越大，机械效率越高．√ 9. 机械效率高的机械省功 × 10.机械效率高的机械有用功占总功比值大 √ 11、额外功与总功的比值越大，机械效率越小. √ 12、机械效率越大，越省力。×
W有 =Gh W总 =FL
W有 W总
【针对训练】
如图所示，斜面的长为5m，高为1m，物体重为100N，推动物 体的力为30N。求:这个过程中，人做的总功、有用功、额外 功和机械效率分别是多少？
探究一：如何测量斜面的机械效率？
1、提出猜想：
斜面的机械效率可能和 斜面倾斜程度、 有关。 斜面的粗糙程度
三、如何计算滑轮组竖直提升重物时的机械效率？
例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?
归纳出计算方法：
把物体举高h
绳子在拉力F 作用下移动距 离s所做的功
W有 =Gh W总=Fs
F
W有 W总
请计算出有用功、额外功和总功分别是多少？
1
对沙子做功 600J
2
对沙子做功600J
3
对沙子做功600J
1 对桶做功
3120J
2 对桶做功
780J
3 对桶做功
690J
2520J
180J
90J
克服重力做功
对滑轮做功
对滑轮做功
请算出刚才的三种办法中有用功在总功中占的百分比。
1
对沙子做功 600J
2
对沙子做功600J
6、记录表格：
斜面 木块重 斜面高 拉力 斜面 有用功 总功 机械效率
倾斜 程度
量 G/N
度
h/m
F/N
长
s/m
W有/J W总/J
较 缓
较 陡
很 陡
6、记录表格：
斜面倾 木块重量 斜面高度 拉力 斜面长 有用功 总功 机械效率
斜程度
G/N
wenku.baidu.comh/m F/N s/m W有/J W总/J
较缓 5 0.1 1.6 0.5 0.5 0.8 62.5％
归纳出计算方法：
直接用手把物体 拉动L所做的功
W有=fL
绳子在拉力F 作用下移动距 离s所做的功
W总=Fs
W有 W总
【针对训练】
如图所示，车重105N,车受到的摩擦力是车重的 0.02倍，作用在绳自由端的拉力是600N，车在2秒 前进的距离是0.2m，求： 1、滑轮组的机械效率是多少？ 2、拉力的功率是多少？
第三节 机械效率
想想议议
你 会 选 哪 种 方 法 呢 ？
1
2
3
对沙子做功
1 对桶做功
对沙子做功
对沙子做功
2 对桶做功 3 对口袋做功
克服重力做功
对滑轮做功
对滑轮做功
一、有用功、额外功、总功
有用功 W有用：使用机械时对人们有用的功。
额外功W额：人们不需要但又不 得不做的功。 总功 W：总有用功与额外功的总和 。
G
【针对训练】 建筑工人用如图所示的装置把重400 N的物体匀 速提升3 m。所用的拉力为300 N。则该工人所 做的有用功为_________J，总功为________J， 该滑轮组的机械效率是___________。
三、如何计算滑轮组水平拉动重物时的机械效率？
例2：用如图所示的装置把重400 N的物体匀速拉动 3m。已知物体与地面的摩擦力为40N，所用的拉力F 为25N。则该工人所做的有用功为_________J，总功 为______J，该滑轮组的机械效率是___________。
3
对沙子做功600J
1 对桶做功
3120J
2 对桶做功
780J
3 对桶做功
690J
2520J
180J
90J
克服重力做功
对滑轮做功
对滑轮做功
19%
76%
86%
二、 机 械 效 率
1.定义：有用功与总功的比值叫机械效率.
2.表达式:
思考：
W有
W总
W有
W有 W额
有没有机械效率为100%的机械？为什么？
有用功W有/J
0.2
0.2
0.4
拉力F/N
0.8
0.6
1
绳端移动距离S/m 0.3
0.5
0.5
总功W总/J
0.24
0.3
0.5
机械效率
83.3%
66.7%
80%
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）。
3、 增加物重。
1、现实中,关于机械效率，以下说法正确的是：A A、机械效率总小于1； B、单位时间里做功越多的机械， 机械效率越高； C、做功越多的机械，机械效率越高；
D、省力越多的机械，机械效率越高。
2、为了提高滑轮组的机械效率，以下 做法中正确的是：（ D）
A、以较快的速度匀速提升重物；
B、以较慢的速度匀速提升重物；
2、器材：
长木板、小木块、弹簧测力计、刻度尺
3、实验装置：
F S
h
4、实验过程：
①测量小木块的重力，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，重复步骤②。
5、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。 ④木板的倾斜程度要适当 ⑤要在匀速拉动的过程中读出弹簧秤的读数
四、如何计算在斜面上拉动重物时的机械效率？
例3：如图所示，用平行于斜面、大小为1.25 N的拉力 F，将重为1.8 N的物体从斜面底端匀速拉至顶端，则 这个过程中拉力做的有用功是_______J，额外功是
J，机械效率是_______。
归纳出计算方法：
直接把物 体拉升h
物体在拉力F 作用下移动距 离L所做的功
实验原理：W有 G h
W总 F s
W有 G h G h G
W总 F s F n h n F
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。
实验数据及表格设计如下：
钩码重G/N
2
2
4
钩码上升高度h/m 0.1
0.1
0.1
3、滑轮组提升重物时，机械效率的高低 动滑轮重力 、
提升物体的重力 、以及摩擦力 有关。
4、机械效率的大小，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！不能说机械效率越高就 越省力，也不能说机械效率越高功率就越大。
提高机械效率的一般方法：
1、定时润滑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。
较陡 5 0.15 2.2 0.5 0.75 1.1 68％
很陡 5 0.2 2.7 0.5 1 1.35 81％
结论：斜面越陡，越不省力，机械效率越高。
探究二：如何测量滑轮组的机械效率？
猜想：滑轮组的机械效率可能与绳子的段数和物体 的重力有关。
思考：测滑轮组的机械效率，需要测出哪些物理 量？每个量怎样测量？
没有！因为有用功总小于总功，所以机械效率 总小于1 。
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．
电动机 80%－90%．
柴油机28%－37%
起重机40%－50%
汽油机 22%－27%
蒸汽机6%－15%． 离心式水泵60%－80%
有用功总小于总功，所以机械效率总小于1。 如何提高机械效率？
减轻机械重力，减少摩擦阻力，经常保养润 滑等。
判断：下面说法中是否正确？
1. 做功多的机械，机械效率高 × 2．做总功越多，机械效率越低 × 3．做相同的有用功，额外功越少，机械效率越高 √ 4．做相同的总功时，有用功越多，机械效率越高 √
C、增加承担物重的绳子股数；
D、把滑轮做得更轻巧，减小滑轮在 转动过程中的摩擦；
5．用不同的滑轮组，做的有用功相同时，机械效率一
定相同 × 6．因为有用功总小于总功，所以机械效率总小于1 √ 7．做的额外功一定时，总功越少，机械效率越高 × 8．有用功在总功中占的比例越大，机械效率越高．√ 9. 机械效率高的机械省功 × 10.机械效率高的机械有用功占总功比值大 √ 11、额外功与总功的比值越大，机械效率越小. √ 12、机械效率越大，越省力。×
W有 =Gh W总 =FL
W有 W总
【针对训练】
如图所示，斜面的长为5m，高为1m，物体重为100N，推动物 体的力为30N。求:这个过程中，人做的总功、有用功、额外 功和机械效率分别是多少？
探究一：如何测量斜面的机械效率？
1、提出猜想：
斜面的机械效率可能和 斜面倾斜程度、 有关。 斜面的粗糙程度
三、如何计算滑轮组竖直提升重物时的机械效率？
例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?
归纳出计算方法：
把物体举高h
绳子在拉力F 作用下移动距 离s所做的功
W有 =Gh W总=Fs
F
W有 W总
请计算出有用功、额外功和总功分别是多少？
1
对沙子做功 600J
2
对沙子做功600J
3
对沙子做功600J
1 对桶做功
3120J
2 对桶做功
780J
3 对桶做功
690J
2520J
180J
90J
克服重力做功
对滑轮做功
对滑轮做功
请算出刚才的三种办法中有用功在总功中占的百分比。
1
对沙子做功 600J
2
对沙子做功600J
6、记录表格：
斜面 木块重 斜面高 拉力 斜面 有用功 总功 机械效率
倾斜 程度
量 G/N
度
h/m
F/N
长
s/m
W有/J W总/J
较 缓
较 陡
很 陡
6、记录表格：
斜面倾 木块重量 斜面高度 拉力 斜面长 有用功 总功 机械效率
斜程度
G/N
wenku.baidu.comh/m F/N s/m W有/J W总/J
较缓 5 0.1 1.6 0.5 0.5 0.8 62.5％
归纳出计算方法：
直接用手把物体 拉动L所做的功
W有=fL
绳子在拉力F 作用下移动距 离s所做的功
W总=Fs
W有 W总
【针对训练】
如图所示，车重105N,车受到的摩擦力是车重的 0.02倍，作用在绳自由端的拉力是600N，车在2秒 前进的距离是0.2m，求： 1、滑轮组的机械效率是多少？ 2、拉力的功率是多少？