《機(jī)械效率》

1、要把重要把重100N的沙子運(yùn)上三樓。的沙子運(yùn)上三樓。下圖畫了三種辦法。同學(xué)們討下圖畫了三種辦法。同學(xué)們討論一下：哪種辦法最好，哪種論一下：哪種辦法最好，哪種辦法最不好，為什么？辦法最不好，為什么？ 學(xué) 生 討 論返回主頁(yè) 學(xué)學(xué) 生生 討討 論論 對(duì)砂子做功對(duì)砂子做功 對(duì)空桶做功對(duì)空桶做功 克服自身重力做功克服自身重力做功并不需要做并不需要做 但但又不得不做的功又不得不做的功對(duì)人們有用對(duì)人們有用必須做的功必須做的功3m3m3m3m方法方法1 1他的目的是：他的目的是：把沙子運(yùn)上三樓把沙子運(yùn)上三樓手提水桶提沙子手提水桶提沙子一、有用功和額外功一、有用功和額外功1.有用功（有用功（W W有有）：為了

2、達(dá)到工作目的，為了達(dá)到工作目的，必須做的功必須做的功2.額外功（額外功（W W額額）：為了達(dá)到工作目的，并非我們所為了達(dá)到工作目的，并非我們所 需要但又需要但又不得不做的功不得不做的功3.總總 功（功（W W總總）：動(dòng)力所做的動(dòng)力所做的所有所有功功即有用功與額外功的即有用功與額外功的總和總和 W W總總 = W= W有有 + W+ W額額 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?提水提水所做的功是;提水桶提水桶所做的功是額外功額外功。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?提水桶提水桶所做的功是有用功有用功;提水

3、所做的功是額外功額外功。想一想；議一議： 對(duì)砂子做功 對(duì)空桶做功 對(duì)動(dòng)滑輪做功W W有有議一議：方法方法2 2：方法方法3 3：W W額額W W總總 對(duì)砂子做功 對(duì)口袋做功 對(duì)動(dòng)滑輪做功W W有有W W額額W W總總另兩種提沙方法中做的有用功、額外功、總功分別是哪些？方法方法2 2方法方法3 3動(dòng)滑輪提水桶提沙子動(dòng)滑輪提水桶提沙子動(dòng)滑輪提口袋提沙子動(dòng)滑輪提口袋提沙子 無(wú)論采取那種方法都無(wú)論采取那種方法都必須必須做的功。做的功。即：為達(dá)到目的所必須做的功。即：為達(dá)到目的所必須做的功。（1 1）舉高重物時(shí)：）舉高重物時(shí)：W有用=G物hW有=f摩擦S物（2 2）在粗糙水平面上移動(dòng)物體時(shí)：）在粗糙水平

4、面上移動(dòng)物體時(shí)：有用功有用功并非并非人們需要但又人們需要但又不得不做不得不做的功的功（1）克服機(jī)械自重做功：）克服機(jī)械自重做功：W額外=G動(dòng)滑輪h使用動(dòng)滑輪或滑輪組時(shí)使用動(dòng)滑輪或滑輪組時(shí)：（2 2）克服機(jī)械間的摩擦做功）克服機(jī)械間的摩擦做功：使用斜面時(shí)：使用斜面時(shí)：W額外=f摩擦L額外功額外功 動(dòng)力對(duì)機(jī)械所做的功動(dòng)力對(duì)機(jī)械所做的功. . 有用功和額外功的和等于總功。有用功和額外功的和等于總功。W總=W有用+ W額外公式（公式（1 1） ：公式（公式（2 2） ：W總=F動(dòng)力S動(dòng)力 作用在機(jī)械上的作用在機(jī)械上的動(dòng)力動(dòng)力動(dòng)力作用點(diǎn)移動(dòng)動(dòng)力作用點(diǎn)移動(dòng)的距離的距離總功總功W有1 = G沙 h三種提沙方

5、法中的W有、W額、W總分別為多少？方法方法2 2：方法方法3 3：W W額額1 1 = =（G G桶桶 + + G G人人）h hW W總總1 1 = =（W W有有1 1 + W+ W額額1 1）方法方法1 1：= = 100N6m= = 600J= = (20N+400N)6m= = 2520J= = 3120JW W有有2 2 = G= G沙沙 h h = = 600JW W額額2 2 = =（G G桶桶 + + G G輪輪）h hW W總總2 2 = =（W W有有2 2 + W+ W額額2 2）= = (20N+10N)6m= = 180J= = 780JW W有有3 3 = G=

6、G沙沙 h h = = 600JW W額額3 3 = =（G G袋袋 + + G G輪輪）h hW W總總3 3 = =（W W有有3 3 + W+ W額額3 3）= = (5N+10N)6m= = 90J= = 690J3m3m3m3m沙子重100N 桶重20N 體重400N 口袋重5N動(dòng)滑輪重10N 方法方法2 2方法方法1 1方法方法3 3算一算：算一算：二、機(jī)械效率二、機(jī)械效率（1）機(jī)械效率通常用百分?jǐn)?shù)表示，沒(méi)有單位）機(jī)械效率通常用百分?jǐn)?shù)表示，沒(méi)有單位.1. 定義：有用功跟總功的比值叫定義：有用功跟總功的比值叫機(jī)械效率機(jī)械效率（）（2）機(jī)械效率總小于）機(jī)械效率總小于1 . （因?yàn)橛杏霉?/p>

7、總小于總功）（因?yàn)橛杏霉傂∮诳偣Γ?. 公式：公式：100總有用WW%3. 特點(diǎn)：特點(diǎn)：總額外總WWW 三種提沙方法中的機(jī)械效率分別為多少？W有1 = G沙 h方法方法2 2：方法方法3 3：W W額額1 1 = =（G G桶桶 + G+ G人人）h hW W總總1 1 = =（W W有有1 1 + W+ W額額1 1）方法方法1 1：= = 100N6m= = 600J= = (20N+400N)6m= = 2520J= = 3120JW W有有2 2 = G= G沙沙 h h = = 600JW W額額2 2 = =（G G桶桶 + G+ G輪輪）h hW W總總2 2 = =（W W有

8、有2 2 + W+ W額額2 2）= = (20N+10N)6m= = 180J= = 780JW W有有3 3 = G= G沙沙 h h = = 600JW W額額3 3 = =（G G袋袋 + G+ G輪輪）h hW W總總3 3 = =（W W有有3 3 + W+ W額額3 3）= = (5N+10N)6m= = 90J= = 690J1 1 =W有1 1W總1 1=2 2 =W有2 2W總2 2=3 3 =W有3 3W總3 3=再算算：再算算：有用功相同，額外功越少機(jī)械效率越高有用功相同，額外功越少機(jī)械效率越高5 5、機(jī)械效率公式、機(jī)械效率公式：總有用WW動(dòng)力動(dòng)力物SFhG額外有用有用

9、WWW總額外總WWW SFSf動(dòng)力物提升5 5、機(jī)械效率公式：、機(jī)械效率公式：總有用WW動(dòng)力動(dòng)力物SFhG額外有用有用WWW總額外總WWW SFSf動(dòng)力物5 5、機(jī)械效率公式：、機(jī)械效率公式：總有用WW動(dòng)力動(dòng)力物SFhG額外有用有用WWW總額外總WWW SFSf動(dòng)力物5 5、機(jī)械效率公式：、機(jī)械效率公式：總有用WW動(dòng)力動(dòng)力物SFhG額外有用有用WWW總額外總WWW SFSf動(dòng)力物提升移動(dòng)4.機(jī)械效率的意義有用功所占總功的比例越大，機(jī)械效率越高。有用功所占總功的比例越大，機(jī)械效率越高。機(jī)械效率與 是否省力.功率大小. 提升高度. 繩子的繞法.做功的多少無(wú)關(guān)。例例1.用一動(dòng)滑輪將貨物用一動(dòng)滑輪將貨

10、物400N的貨物勻速提到的貨物勻速提到高高2m，所用拉力是，所用拉力是250N，求有用功、額外功，求有用功、額外功. 總功總功和動(dòng)滑輪的和動(dòng)滑輪的機(jī)械效率各是多少？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，貨物提高貨物提高 2m， 繩子繩子的自由端拉力的自由端拉力通過(guò)通過(guò)的距離為的距離為4 m，已知：G=400N h=2m S=4m F=250N求： W有 W額額 W總總 J800m2N400hGW有解：sFW總J1000m4N250W額額= W總總 W有 =1000J800J=200J三三.例題例題%80J1000J800總有WW例例2. 用一動(dòng)滑輪將重用一動(dòng)滑輪將重200N的砂

11、子提到的砂子提到9m高的腳手架上，高的腳手架上，所用力是所用力是120N，求有用功、總功機(jī)械效率各是多少？，求有用功、總功機(jī)械效率各是多少？J1800m9N200hGW有%3 .83J2160J1800J2160m18N120總有總WWsFW解：解：已知：G=200N h=9m S=18m F=120N請(qǐng)你判斷：請(qǐng)你判斷：1.下面說(shuō)法中是否正確下面說(shuō)法中是否正確？1有用功越多，機(jī)械效率越高（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（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（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（做總功越多，機(jī)械效率越低（

12、）5做相同的有用功，額外功越少，機(jī)械效率越做相同的有用功，額外功越少，機(jī)械效率越高（高（ ）6做相同的總功時(shí)，有用功越多，機(jī)械效率越做相同的總功時(shí)，有用功越多，機(jī)械效率越高（高（ ）7機(jī)械效率越高，越省力（機(jī)械效率越高，越省力（ ）練習(xí)2.一臺(tái)起重機(jī)將重600N的貨物提高4m.如果額外功是9600J，起重機(jī)的有用功是多少？總功是多少？機(jī)械效率是多少？練習(xí)已知：G=-N h=-m W額額 =-J 求： W有 W總總 解：解：W總總= W額額+W有 =hGW有100總有用WW%=1 1 如圖所示，建筑工地上，工人用一個(gè)如圖所示，建筑工地上，工人用一個(gè)動(dòng)滑輪將重動(dòng)滑輪將重720N720N的重物勻速提

13、升的重物勻速提升5m5m，工人所，工人所用拉力為用拉力為450N450N，求：，求：（1 1）工人做的總功）工人做的總功（2 2）該動(dòng)滑輪的機(jī)械效率）該動(dòng)滑輪的機(jī)械效率（）不考慮摩擦，求動(dòng)滑輪的重（）不考慮摩擦，求動(dòng)滑輪的重（）提升的物體重為，（）提升的物體重為，該動(dòng)滑輪的機(jī)械效率為多少？該動(dòng)滑輪的機(jī)械效率為多少？2 2如圖所示，在如圖所示，在50N50N的水平拉力的水平拉力F F作用下作用下, , 重重800800的物體沿水平地面做勻速直線運(yùn)的物體沿水平地面做勻速直線運(yùn)動(dòng)動(dòng), , 物體與地面間滑動(dòng)摩擦力為物體與地面間滑動(dòng)摩擦力為120120. .則滑輪組的機(jī)械效率為則滑輪組的機(jī)械效率為 _

14、_ ；若物；若物體的速度為體的速度為0.2m/s,0.2m/s,則則1min1min內(nèi)拉力做的功內(nèi)拉力做的功為為 _ J_ J，功率為，功率為 F甲GF乙G甲乙 4. 利用如圖所示裝置將重為利用如圖所示裝置將重為100N的物體的物體勻速?gòu)男泵娴牡锥死巾敹?。已知斜面勻速?gòu)男泵娴牡锥死巾敹恕Ｒ阎泵娴拈L(zhǎng)是的長(zhǎng)是5m，高是，高是2m，拉力為，拉力為F=50N，則，則該裝置的機(jī)械效率為（該裝置的機(jī)械效率為（ ） A. 40% B. 50% C. 80% D. 100%探究動(dòng)滑輪的機(jī)械效率探究動(dòng)滑輪的機(jī)械效率一、影響動(dòng)滑輪的機(jī)械效率的因素一、影響動(dòng)滑輪的機(jī)械效率的因素 減輕動(dòng)滑輪自重減輕動(dòng)滑輪自重減

15、小滑輪轉(zhuǎn)軸間的摩擦力減小滑輪轉(zhuǎn)軸間的摩擦力增加提升的物重。增加提升的物重。減輕繩重減輕繩重二、如何提高動(dòng)滑輪的機(jī)械效率二、如何提高動(dòng)滑輪的機(jī)械效率 1 1、動(dòng)滑輪自重、滑輪摩擦、繩重、動(dòng)滑輪自重、滑輪摩擦、繩重2 2、提升的物體重力、提升的物體重力滑輪組的機(jī)械效率與提升的高度、繩子的股數(shù)無(wú)關(guān)?；喗M的機(jī)械效率與提升的高度、繩子的股數(shù)無(wú)關(guān)。為得出滑輪組滑輪組的機(jī)械效率，需要求出有用功和總功，為此需要測(cè)出哪些物理量？每個(gè)量怎樣測(cè)量？彈簧測(cè)力計(jì)、 刻度尺、鉤碼、滑輪組兩個(gè)、鐵架臺(tái)、長(zhǎng)約2m的細(xì)繩。實(shí)驗(yàn)器材：實(shí)驗(yàn)探究：滑輪組的機(jī)械效率總是一定的嗎？重力G、拉力F、繩子移動(dòng)距離S、重物上升高度h原理：=

16、W有用/W總 對(duì)物體做功為有用功：W有用=Gh(提重物)=fs物（水平移動(dòng)物體）拉力做的功為總功：W總=Fs在測(cè)定滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)中在測(cè)定滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)中：根據(jù)的原理是根據(jù)的原理是_。實(shí)驗(yàn)中需要的測(cè)量工具有實(shí)驗(yàn)中需要的測(cè)量工具有_和和_。需要直接測(cè)量的物理量有：繩端的拉需要直接測(cè)量的物理量有：繩端的拉力力F、_、_和和_。注意事項(xiàng)：實(shí)驗(yàn)時(shí)拉力的方向應(yīng)盡量注意事項(xiàng)：實(shí)驗(yàn)時(shí)拉力的方向應(yīng)盡量_，且應(yīng)在鉤碼，且應(yīng)在鉤碼_的過(guò)的過(guò)程中讀取拉力的大小。程中讀取拉力的大小。=W=W有有W總總刻度尺刻度尺彈簧測(cè)力器彈簧測(cè)力器物體重物體重G物體上升距離物體上升距離h繩自由端移動(dòng)距離繩自由端移動(dòng)距離S豎

17、直向上豎直向上勻速移動(dòng)勻速移動(dòng)同一滑輪組提不同的重物，機(jī)械效率是否相同？實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：機(jī)械效率有用功W有用（J）鈎碼上升高度h（m)總功W總 J拉力移動(dòng)距離S（m)鈎碼重G(N)1.00.32.02.00.166.7%66.7%0.270.270.20.274.1%74.1%拉力F（N）使用相同的滑使用相同的滑輪組提升不同輪組提升不同的物體時(shí)，物的物體時(shí)，物體越重體越重, ,則機(jī)械則機(jī)械效率越高效率越高。不同滑輪組，提相同的重物，機(jī)械效率是否相同？4.04.04.04.01.20.10.

18、0.40.450.450.600.6088.9%88.9%66.7%66.7%提升相同的物體，動(dòng)滑輪越重，則機(jī)械效率越低。結(jié)論:1、使用相同的滑輪組提升不同的物體時(shí)，物體越重,則機(jī)械效率越高。2、提升相同的物體，動(dòng)滑輪越重，則機(jī)械效率越低。思考題：如果沒(méi)有刻度尺，不能測(cè)量h和s，還能否測(cè)滑輪組的機(jī)械效率？斜面也是經(jīng)常使用的省力機(jī)械，那么，斜面的機(jī)械效率要與什么因素有關(guān)呢？猜想：斜面的粗糙程度，斜面的傾斜程度，物體的重力探究探究:斜面的機(jī)斜面的機(jī)械效率械效率1.把物體拉上斜面把物體拉上斜面時(shí)時(shí),額外功是什么額外功是什么?( (克服物體與斜面

19、克服物體與斜面之間的摩擦力而做之間的摩擦力而做功功) )2.2.探究一下光滑程度一樣的斜面探究一下光滑程度一樣的斜面, ,當(dāng)它的傾斜程度不同當(dāng)它的傾斜程度不同 時(shí)時(shí) 斜面的機(jī)械效率是否相同斜面的機(jī)械效率是否相同. .請(qǐng)思考請(qǐng)思考:1.1.怎樣計(jì)算總功怎樣計(jì)算總功? ?W總總= F S2.怎樣計(jì)算有用功怎樣計(jì)算有用功?W有用有用 = G h3.實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量哪幾個(gè)物理量實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量哪幾個(gè)物理量?改變木板的傾斜程度改變木板的傾斜程度,再測(cè)量?jī)纱涡泵娴臋C(jī)械效再測(cè)量?jī)纱涡泵娴臋C(jī)械效率率實(shí)驗(yàn)前請(qǐng)猜想實(shí)驗(yàn)前請(qǐng)猜想: :1.你認(rèn)為省力多少與斜面的傾斜程度有什么關(guān)系你認(rèn)為省力多少與斜面的傾斜程度有什么關(guān)系?

20、2.斜面的機(jī)械效率與它的傾斜程度有什么關(guān)系斜面的機(jī)械效率與它的傾斜程度有什么關(guān)系?最陡最陡較陡較陡較緩較緩機(jī)機(jī)械械效效率率總功總功W W總總/J/J有用有用功功W W有有/J/J 斜面長(zhǎng)斜面長(zhǎng)s/ms/m沿斜沿斜面拉面拉力力F/NF/N斜面高斜面高度度h/mh/m小車小車重量重量G/NG/N斜面的斜面的傾斜程傾斜程度度5.05.05.05.05.05.050.751.21.25 1.11.551.5563%63%68%68%81%81%光滑程

21、度相同的斜面，越平緩越省光滑程度相同的斜面，越平緩越省力，機(jī)械效率越低。力，機(jī)械效率越低。斜面的機(jī)械效率與斜面的機(jī)械效率與1、斜面的粗糙程度有關(guān)：同一斜面，、斜面的粗糙程度有關(guān)：同一斜面，拉同一物體，斜面越粗糙，拉力越大，拉同一物體，斜面越粗糙，拉力越大，效率越低；效率越低；2、斜面的傾斜程度有關(guān)：粗糙程度、斜面的傾斜程度有關(guān)：粗糙程度相同，拉同一物體，斜面越陡（傾角相同，拉同一物體，斜面越陡（傾角越大），拉力越大，效率越高；越大），拉力越大，效率越高；3、所拉物體的重力有關(guān)：、所拉物體的重力有關(guān)：提高滑輪組機(jī)械效率的途徑：提高滑輪組機(jī)械效率的途徑：主要從減小額外功入手，額外功主要包括：主要從

22、減小額外功入手，額外功主要包括：由于機(jī)械本身的重力和機(jī)械之間的摩擦使由于機(jī)械本身的重力和機(jī)械之間的摩擦使在使用機(jī)械時(shí)多做了功。在使用機(jī)械時(shí)多做了功。1、改善機(jī)械的結(jié)構(gòu)，減輕機(jī)械本身的重力、改善機(jī)械的結(jié)構(gòu)，減輕機(jī)械本身的重力2、加強(qiáng)潤(rùn)滑，減小機(jī)械間的摩擦、加強(qiáng)潤(rùn)滑，減小機(jī)械間的摩擦提高機(jī)械效率的意義：減小額外功，在有提高機(jī)械效率的意義：減小額外功，在有用功相同時(shí)，從而減小總功，節(jié)約能量。用功相同時(shí)，從而減小總功，節(jié)約能量。1 1、下列有關(guān)機(jī)械效率的概念的敘述中、下列有關(guān)機(jī)械效率的概念的敘述中正確的是（正確的是（ ）A A、機(jī)械效率越大，做功越快、機(jī)械效率越大，做功越快B B、做有用功越多時(shí)，機(jī)械

23、效率越大、做有用功越多時(shí)，機(jī)械效率越大C C、機(jī)械效率越大，又省力又省功、機(jī)械效率越大，又省力又省功D D、機(jī)械效率越大，有用功占總功的比、機(jī)械效率越大，有用功占總功的比值越大值越大D2、小均用動(dòng)滑輪將質(zhì)量為、小均用動(dòng)滑輪將質(zhì)量為40kg的的貨物勻速提高了貨物勻速提高了5m ，他用，他用250N的拉力拉了的拉力拉了10s，下列說(shuō)法正確的，下列說(shuō)法正確的是：是：( )（g 取取10N/kg） A有用功為有用功為200J B額外功為額外功為500J C動(dòng)滑輪的機(jī)械效率為動(dòng)滑輪的機(jī)械效率為75% D小均的功率為小均的功率為200WB3、使用機(jī)械效率高的機(jī)械比效率、使用機(jī)械效率高的機(jī)械比效率低的機(jī)械相

24、比，下列說(shuō)法正確的是低的機(jī)械相比，下列說(shuō)法正確的是（ ）A.更省力更省力B.更省距離更省距離C.功率更高，節(jié)約時(shí)間功率更高，節(jié)約時(shí)間D.有用功相同時(shí)更省功，節(jié)約能量有用功相同時(shí)更省功，節(jié)約能量E.使用更方便使用更方便D2.如圖所示，為使重為如圖所示，為使重為1500N1500N的物體的物體勻速移動(dòng)到長(zhǎng)勻速移動(dòng)到長(zhǎng)100m100m斜面的頂端，若斜面的頂端，若斜面的高為斜面的高為10m.10m.如果不計(jì)摩擦，需如果不計(jì)摩擦，需要的推力是多大？若實(shí)際需用要的推力是多大？若實(shí)際需用180N180N的推力，則這個(gè)斜面的機(jī)械效率是的推力，則這個(gè)斜面的機(jī)械效率是多少？多少？摩擦力是多大？摩擦力是多大？GFLh3、在新農(nóng)村建設(shè)中，為將批建材運(yùn)到10 m高的施工處，工人利用如圖所示的滑輪組提升建材。裝置中動(dòng)滑輪重10