第十二章-第3節(jié)-機(jī)械效率ppt課件

1、第十二章 第節(jié) 機(jī)械效率,提出問題,學(xué) 生 討 論,學(xué) 生 討 論,1,2,3,1,2,3,對沙子做功,對桶做功,克服重力做功,對沙子做功,對桶做功,對滑輪做功,對沙子做功,對口袋做功,對滑輪做功,比較三種方法對沙子所做的功W沙和總共所做的功W總分別是多少,方法1,W沙1 = G沙 h,100N6m,600J,W總1 =（W沙 +W人+W桶,(100N+400N+20N)6m,3120J,方法2,W沙2 = G沙 h,600J,W總2 =（W沙 +W輪+W桶,(100N+10N+20N)6m,780J,方法3,W沙2 = G沙 h,600J,W總3=（W沙+W輪+W袋,(100N+10N+5N

2、)6m,690J,對砂子做功,對空桶做功,克服自身重力做功,并非人們需要，但又不得不做的功,對人們有用 必須做的功,他的目的是,把沙子運(yùn)上三樓,手提水桶提沙子,一、有用功和額外功,1.有用功（W有）：為了達(dá)到工作目的，必須做的功,2.額外功（W額）：為了達(dá)到工作目的，并非我們所 需要但又不得不做的功,3.總 功（W總）：動(dòng)力所做的所有功,即有用功與額外功的總和,W總 = W有 + W額,用水桶從井中提水的時(shí)候,所做的功哪部分是有用功,哪部分是額外功,提水所做的功是有用功;提水桶所做的功是額外功,如果桶掉到井里,從井里撈桶的時(shí)候,撈上的桶里帶了一些水,這種情況下哪部分是有用功,哪部分是額外功,提

3、水桶所做的功是有用功;提水所做的功是額外功,想一想；議一議,對砂子做功,對空桶做功,對動(dòng)滑輪做功,議一議,對砂子做功,對口袋做功,對動(dòng)滑輪做功,另兩種提沙方法中做的有用功、額外功、總功分別是哪些,動(dòng)滑輪提水桶提沙子,動(dòng)滑輪提口袋提沙子,W有1 = G沙 h,三種提沙方法中的W有、W額、W總分別為多少,方法2,方法3,W額1 =（G桶 + G人）h,W總1 =（W有1 + W額1,方法1,100N6m,600J,(20N+400N)6m,2520J,3120J,W有2 = G沙 h = 600J,W額2 =（G桶 + G輪）h,W總2 =（W有2 + W額2,(20N+10N)6m,180J,7

4、80J,W有3 = G沙 h = 600J,W額3 =（G袋 + G輪）h,W總3 =（W有3 + W額3,(5N+10N)6m,90J,690J,算一算,二、機(jī)械效率,1）機(jī)械效率通常用百分?jǐn)?shù)表示，沒有單位,1. 定義：有用功跟總功的比值叫機(jī)械效率（,2）機(jī)械效率總小于1,因?yàn)橛杏霉傂∮诳偣?2. 公式,3. 特點(diǎn),使用起重機(jī)提升重物時(shí)所做的有用功跟總功的比值是60,機(jī)械效率也可以反映機(jī)械對能量的利用率,起重機(jī)的機(jī)械效率是60%，表示什么意思,一般情況下： 滑輪組的機(jī)械效率為50%70% 起重機(jī)的機(jī)械效率為40%50% 抽水機(jī)的機(jī)械效率為60%80,柴油機(jī)28%37,起重機(jī)40%50,汽油

5、機(jī) 22%27,電動(dòng)機(jī) 80%90,離心式水泵60%80,蒸汽機(jī)6%15,有用功總小于總功，所以機(jī)械效率總小于1。 如何提高機(jī)械效率,增大有用功,減小額外功,減輕機(jī)械重力,減少摩擦阻力,經(jīng)常保養(yǎng)潤滑,盡量滿載運(yùn)行,三種提沙方法中的機(jī)械效率分別為多少,W有1 = G沙 h,方法2,方法3,W額1 =（G桶 + G人）h,W總1 =（W有1 + W額1,方法1,100N6m,600J,(20N+400N)6m,2520J,3120J,W有2 = G沙 h = 600J,W額2 =（G桶 + G輪）h,W總2 =（W有2 + W額2,(20N+10N)6m,180J,780J,W有3 = G沙 h

6、= 600J,W額3 =（G袋 + G輪）h,W總3 =（W有3 + W額3,(5N+10N)6m,90J,690J,再算算,有用功相同，額外功越少機(jī)械效率越高,請你判斷：1.下面說法中是否正確？ 1有用功越多，機(jī)械效率越高（ ） 2額外功越少，機(jī)械效率越高（ ） 3物體做功越慢，機(jī)械效率越低（ ） 4做總功越多，機(jī)械效率越低（ ） 5做相同的有用功，額外功越少，機(jī)械效率越高（ ） 6做相同的總功時(shí)，有用功越多，機(jī)械效率越高（ ） 7機(jī)械效率越高，越省力（,練習(xí),2.比較下列機(jī)械效率的高低,1.用兩個(gè)容積相同的塑料桶從井里打水,A 打一桶水 B 打半桶水,2.用兩個(gè)容積相同的桶從井里打一桶水,

7、A 塑料桶 B 鐵桶,3.把一只木桶從井中撈上來,A 桶里有半桶水 B 桶里有滿桶水,4.電梯把乘客運(yùn)上樓,A 電梯里有兩個(gè)乘客 B 電梯里有八個(gè)乘客,3甲吊車電動(dòng)機(jī)比乙吊車電動(dòng)機(jī)的效率高，當(dāng)它們分別勻速提升物體時(shí)，則（） A甲吊車的電動(dòng)機(jī)做的有用功較多 B乙吊車的電動(dòng)機(jī)做的額外功較多 C甲吊車的電動(dòng)機(jī)做功較快 D甲、乙兩吊車做相同的有用功，乙耗電多,4甲、乙兩機(jī)械的三種性能指標(biāo)的對比如圖（自中點(diǎn)O越向外，數(shù)值越大，例如m甲m乙），與乙機(jī)械相比，甲機(jī)械的（,A額外功相同時(shí)，所消耗的能量更多B機(jī)械效率較高 C做功較快 D額外功較大,5一臺(tái)抽水機(jī)功率是10千瓦，用它來抽水灌田，1分鐘能將7104牛

8、的水提到6米的水渠里，抽水機(jī)所做的功為 ，它的機(jī)械效率為,6曉敏在觀看雜技表演，有一項(xiàng)跳板節(jié)目引起了她的注意，如圖所示，兩名質(zhì)量為60kg的男演員同時(shí)從3m高處自由下落到跳板的一端，站立于跳板另一端的一名質(zhì)量為45kg的女演員被向上彈起4m高。曉敏利用所學(xué)的知識(shí)粗略地計(jì)算出跳板的機(jī)械效率為（,A90%B75%C50%D45,例1：如圖所示的滑輪組勻速提升物體已知物重G=240牛，手的拉力F=100牛，手上升距離為30厘米,則有用功為多少焦耳?該滑輪組的機(jī)械效率為多少,G,三、如何計(jì)算滑輪組豎直提升重物時(shí)的機(jī)械效率,把物體舉高h(yuǎn),繩子在拉力F作用下移動(dòng)距離s所做的功,W有=Gh,W總=Fs,歸納

9、出計(jì)算方法,例1.用一動(dòng)滑輪將貨物400N的貨物勻速提到 高2m，所用拉力是250N，求有用功、額外功. 總功和動(dòng)滑輪的機(jī)械效率各是多少,分析：使用動(dòng)滑輪省了力，卻費(fèi)了距離，貨物提高 2m， 繩子的自由端拉力通過的距離為4 m,已知：G=400N h=2m S=4m F=250N,求： W有 W額 W總,W額= W總 W有 =1000J800J=200J,三.例題,7如圖所示，用滑輪組10s內(nèi)將質(zhì)量為80kg的貨物勻速提升2m，此過程中拉力的功率為240W（g取10N/kg） （1）滑輪組的機(jī)械效率是多少？ （2）利用此裝置勻速提升其它貨物，測得拉力大小為350N，額外功占總功的20%，則所提

10、貨物有多重,三、如何計(jì)算滑輪組水平拉動(dòng)重物時(shí)的機(jī)械效率,例3：用如圖所示的裝置把重400 N的物體勻速拉動(dòng)3m。已知物體與地面的摩擦力為40N，所用的拉力F為25N。則該工人所做的有用功為_J，總功為_J，該滑輪組的機(jī)械效率是_,直接用手把物體拉動(dòng)L所做的功,繩子在拉力F作用下移動(dòng)距離s所做的功,W有=fL,W總=Fs,歸納出計(jì)算方法,針對訓(xùn)練】 例4.如圖所示，車重105N,車受到的摩擦力是車重的0.02倍，作用在繩自由端的拉力是600N，車在2秒前進(jìn)的距離是0.2m，求： 1、滑輪組的機(jī)械效率是多少？ 2、拉力的功率是多少,8如圖所示，水平拉力F1將所受重力為G的物體沿直線勻速拉動(dòng)s1的距

11、離，做功W1；如圖，借用滑輪組，F(xiàn)2使物體在同一水平地面上勻速直線運(yùn)動(dòng)同樣的距離s1，F(xiàn)2所拉繩端的上升距離為s2，做功W2則（,思考1：如果沒有刻度尺，不能測量h和s，還能否測滑輪組的機(jī)械效率,思考2：不計(jì)繩重和摩擦，滑輪組機(jī)械效率還可以如何表示,思考3：利用滑輪組水平拉動(dòng)物體，滑輪組機(jī)械效率如何表示,9如圖所示，某同學(xué)用重為10N的動(dòng)滑輪勻速提升重為40N的物體。不計(jì)摩擦和繩重，則該動(dòng)滑輪的機(jī)械效率（,A小于80% B等于80% C大于80%D無法確定,10用如圖所示的裝置提升重為700N的物體A，動(dòng)滑輪受到的重力為100N，在卷揚(yáng)機(jī)對繩子的拉力F作用下，物體A在5s內(nèi)勻速豎直上升了0.8

12、m。在此過程中，不計(jì)繩重和輪與軸間的摩擦。下列結(jié)果不正確的是（,A繩子移動(dòng)的速度是0.32m/s B拉力F的功率為64W C5秒內(nèi)對重物做功560J D此裝置提升物體A的機(jī)械效率為87.5,11如圖所示，工人用動(dòng)滑輪勻速提升重物。重物的重力為G1，動(dòng)滑輪的重力為G2，裝置的機(jī)械效率為、不計(jì)繩子重力和一切摩擦，則拉力F的表達(dá)式不正確的是（,12如圖所示，用力F1將物體A勻速提升了h：若改用滑輪組把勻速提升相同高度h，拉力為F2，不計(jì)繩重和摩擦。下列有關(guān)此滑輪組的說法正確的是（ ）（多選,C,BCD,13如圖所示，利用動(dòng)滑輪提升一個(gè)重為 G 的物塊，不計(jì)繩重和摩擦，其機(jī)械效率為 60%要使此動(dòng)滑輪

13、的機(jī)械效率達(dá)到 90%，則需要提升重力為 G 的物塊的個(gè)數(shù)為（,A3 個(gè)B4 個(gè)C5 個(gè)D6 個(gè),14如圖所示的裝置是實(shí)驗(yàn)室中的滑輪組，實(shí)驗(yàn)中摩擦和繩重產(chǎn)生的額外功始終占總功10%，要使該滑輪組的效率滿足40%70%，此過程中繩子的最大拉力是100N，則所吊物體重力的范圍是（,A40NG210NB48NG270N C37.5 NG240ND48 NG210N,15小王用如圖的裝置從水中打撈一裝有貴重物品的箱子，已知該箱子的體積為0.25m3，質(zhì)量為800kg，該箱子上表面距水面4m，動(dòng)滑輪質(zhì)量為10kg，繩重和摩擦不計(jì)。則 箱子上表面受到的水的壓強(qiáng)為4104Pa 箱子在水中所受浮力的大小為31

14、03N 救援隊(duì)員拉繩子的力的大小為2000N 在箱子未拉出水面之前，該裝置的機(jī)械效率為98.2%。 以上結(jié)論正確的是（,ABCD,16用圖示的動(dòng)滑輪豎直向上提升物體，不計(jì)繩重及滑輪與軸之間的摩擦： （1）畫出動(dòng)力F的力臂L1； （2）若不考慮滑輪重，當(dāng)所提重物為400N時(shí)，利用杠桿平衡條件，求拉力F的大小； （3）若滑輪的重不能忽略求當(dāng)所提物體重G200N、滑輪重G050N時(shí)的機(jī)械效率,四、如何計(jì)算在斜面上拉動(dòng)重物時(shí)的機(jī)械效率,例5：如圖所示，用平行于斜面、大小為1.25 N的拉力F，將重為1.8 N的物體從斜面底端勻速拉至頂端，則這個(gè)過程中拉力做的有用功是_J，額外功是 J，機(jī)械效率是_,歸

15、納出計(jì)算方法,直接把物 體拉升h,物體在拉力F作用下移動(dòng)距離L所做的功,W有=Gh,W總=FL,例題1、如圖T82所示，斜面長1 m，高0.4 m，用大小為5 N沿斜面向上的拉力F，將重10 N的鐵塊從底端勻速拉到頂端，有用功_，總功_，額外功_，斜面的機(jī)械效率為_；木塊所受的摩擦力為_N,4J,5J,1J,80,1,17往車上裝重物時(shí)，常常用長木板搭個(gè)斜面，把重物沿斜面推上去，如圖所示，工人用2m長的斜面，把120kg的重物提高1m，假設(shè)斜面很光滑，則需要施加的推力為 N，若實(shí)際用力為750N，斜面的機(jī)械效率為 ，重物受到的摩擦力為 N（g取10N/kg,18如圖所示，在相同時(shí)間內(nèi)將重物從水

16、平面拉至梯形平臺(tái)頂端，已知物重10N，F(xiàn)120N，F(xiàn)215N，平臺(tái)高度h1m，斜面長LBA2m， LCD3m，則兩次過程拉力做功功率P1 P2，機(jī)械效率1 2均選填“”、“”或“”），物體沿斜面AB運(yùn)動(dòng)過程中所受摩擦力大小為 N,19在如圖所示的裝置中，斜面長5m，高2m，現(xiàn)將質(zhì)量為200kg的物體從斜面底端勻速拉到頂端，若滑輪的機(jī)械效率為80%，人作用于繩自由端的拉力為600N，求： （1）人做的總功是多少？ （2）物體與斜面間的摩擦力是多少,探究滑輪組的機(jī)械效率,實(shí)驗(yàn)原理,所測物理量,物重G、拉力F、重物上升的距離h、 彈簧測力計(jì)移動(dòng)的距離S,測量儀器,彈簧測力計(jì)、刻度尺,在此實(shí)驗(yàn)中操作的

17、關(guān)鍵,1、勻速豎直向上拉動(dòng)彈簧測力計(jì). 2、不能在靜止時(shí)讀彈簧測力計(jì)的示數(shù)，應(yīng)在勻速拉動(dòng)過程中讀數(shù),滑輪組的機(jī)械效率總是一定的嗎,在測定滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)中,根據(jù)的原理是_,實(shí)驗(yàn)中需要的測量工具有_和_,需要直接測量的物理量有：繩端的拉力F、_、_和_,注意事項(xiàng)：實(shí)驗(yàn)時(shí)拉力的方向應(yīng)盡量_，且應(yīng)在鉤碼_的過程中讀取拉力的大小,W有W總,刻度尺,彈簧測力器,物體重G,物體上升距離h,繩自由端移動(dòng)距離S,豎直向上,勻速移動(dòng),實(shí)驗(yàn)1 保持動(dòng)滑輪重一定，改變鉤碼重力,結(jié)論： 動(dòng)滑輪重一定,物重越大，機(jī)械效率越高,6,4,2,0.1,0.1,0.1,0.3,0.3,0.3,2.2,1.5,0.8,0.6

18、,0.4,0.2,0.66,0.45,0.24,83.3,90.9,88.9,的影響因素,用左圖的滑輪組吊起重物，不計(jì)繩重和摩擦。 （1）當(dāng)物重為200N時(shí)，動(dòng)滑輪重60N，此時(shí) 滑輪組的機(jī)械效率是多少？ （2）當(dāng)將滑輪組繞成右圖所示，此時(shí)滑輪組的 機(jī)械效率是多少,2.滑輪組的機(jī)械效率與繩索繞法有關(guān)嗎,結(jié)論：滑輪組的機(jī)械效率與繩索繞法無關(guān),2.條件：物重一定,實(shí)驗(yàn)2 保持鉤碼重力一定，改變動(dòng)滑輪重,結(jié)論： 物重一定，動(dòng)滑輪越重，機(jī)械效率低,4,4,0.1,0.1,0.4,0.3,1.5,1.2,0.4,0.45,88.9,83.3,0.4,0.48,的影響因素,用如下圖所示的滑輪組吊起重物，不計(jì)繩重和摩擦。 （1）當(dāng)物重為150N時(shí)，繩端所用的拉力是60N， 將物體提高2m，此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率是多少？ （2）將物體提高6m ，滑輪組的機(jī)械效率是多少,結(jié)論：滑輪組的機(jī)械效率與提升物體的高度無關(guān),隨著高度增加，有用功和額外功會(huì)增大相同比例,1.滑輪組的機(jī)械效率與提升物體的高度有關(guān)嗎,滑輪組效率的影響因素,G物，G動(dòng)，f,提高滑輪組機(jī)械效率的方法,增加提升物體的重力。 減