202X學(xué)年高中物理第1章功和功率第4節(jié)人與機械課件魯科版必修2

1、第4節(jié)人與機械學(xué)習(xí)目標學(xué)習(xí)目標核心提煉核心提煉1.知道常用的一些機械，認識機械效率。知道常用的一些機械，認識機械效率。2.理解功、功率、機械效率的不同。理解功、功率、機械效率的不同。3.會求一些簡單的機械效率問題。會求一些簡單的機械效率問題。1個概念個概念機械效率機械效率1個區(qū)別個區(qū)別功率和機械效率的區(qū)別功率和機械效率的區(qū)別一、功率與機械效率一、功率與機械效率閱讀教材第閱讀教材第1617頁頁“功率與機械效率局部，知道機械效率的概念，知道功率和功率與機械效率局部，知道機械效率的概念，知道功率和機械效率的區(qū)別。機械效率的區(qū)別。2.功率和機械效率：功率和機械效率：兩者是從不同方面反映機械性能的兩個物

2、理量，它們之間沒有兩者是從不同方面反映機械性能的兩個物理量，它們之間沒有必然聯(lián)系，功率大，表示機械必然聯(lián)系，功率大，表示機械_；機械效率高，表示機械對總能量的；機械效率高，表示機械對總能量的_ 。有用功有用功總功總功有用功率有用功率等于等于1小于小于1有效有效做功快做功快利用率高利用率高思維拓展思維拓展如圖如圖1所示，所示，一級方程式賽車裝備了強大的發(fā)動機，其功率最大可達一級方程式賽車裝備了強大的發(fā)動機，其功率最大可達900馬力馬力(合合662千瓦千瓦)，車速最高可達，車速最高可達370千米千米/小時。賽車的功率大，說明什么問題？功率大，效率小時。賽車的功率大，說明什么問題？功率大，效率一定高

3、嗎？一定高嗎？圖圖1答案答案功率大說明機械做功快，這是車速快的動力來源，但機功率大說明機械做功快，這是車速快的動力來源，但機械效率不一定高，因為有用功占總功的比例不一定大。械效率不一定高，因為有用功占總功的比例不一定大。二、機械的使用二、機械的使用閱讀教材第閱讀教材第1718頁頁“機械的使用局部，了解機械的使用目的及開展趨勢。機械的使用局部，了解機械的使用目的及開展趨勢。使用目的使用目的用機械代替人力用機械代替人力_，甚至完成超越人力的工作，使人們的工作，甚至完成超越人力的工作，使人們的工作更輕松、更更輕松、更_發(fā)展趨勢發(fā)展趨勢_水平越來越高，高智能機器人廣泛地進入生產(chǎn)、生活的水平越來越高，高

4、智能機器人廣泛地進入生產(chǎn)、生活的各個領(lǐng)域各個領(lǐng)域注意問題注意問題智能化機械若使用不當，會給人類造成危害智能化機械若使用不當，會給人類造成危害做功做功有效有效智能化智能化思考判斷思考判斷(1)機械通常都應(yīng)工作在額定功率下，不能長時間超過額定功率工作。機械通常都應(yīng)工作在額定功率下，不能長時間超過額定功率工作。()(2)有用功越大，機械效率越高。有用功越大，機械效率越高。()(3)使用機械能省功，也能提高工作效率。使用機械能省功，也能提高工作效率。()(4)提高機械的機械效率就能提高機械做功的功率。提高機械的機械效率就能提高機械做功的功率。()(5)任何實際機械的機械效率都不會大于任何實際機械的機械

5、效率都不會大于1。()答案答案(1)(2)(3)(4)(5)對功、功率及機械效率的理解對功、功率及機械效率的理解要點歸納要點歸納1.功功2.機械效率與功率的比較機械效率與功率的比較 功功 率率機械效率機械效率定義定義物體所做的功跟完成這些功所用時間物體所做的功跟完成這些功所用時間的比值的比值有用功跟總功的比值或有用功率跟總有用功跟總功的比值或有用功率跟總功率的比值功率的比值公式公式意義意義表示做功的快慢表示做功的快慢表示機械對總能量利用率的高低表示機械對總能量利用率的高低關(guān)系關(guān)系兩者間沒有必然聯(lián)系，功率大，機械效率不一定高，機械效率高，功率不一兩者間沒有必然聯(lián)系，功率大，機械效率不一定高，機械

6、效率高，功率不一定大定大精典例如精典例如例例1 如圖如圖2所示，某工人用滑輪組往所示，某工人用滑輪組往3 m高的平臺上運送沙土，沙土的質(zhì)量為高的平臺上運送沙土，沙土的質(zhì)量為40 kg，箱子與動滑輪共重箱子與動滑輪共重100 N，不計繩重和摩擦，工人勻速拉動繩索。那么此過程中工，不計繩重和摩擦，工人勻速拉動繩索。那么此過程中工人做的有用功是多少？此滑輪組的機械效率是多大？人做的有用功是多少？此滑輪組的機械效率是多大？(g取取10 m/s2)圖圖2解析工人做的有用功就是抑制沙土重力所做的功：解析工人做的有用功就是抑制沙土重力所做的功：W有用有用mgh40103 J1 200 J。工人做的總功就是抑

7、制沙土、箱子和動滑輪總重力所做的功：工人做的總功就是抑制沙土、箱子和動滑輪總重力所做的功：W總總(mgG)h(4010100)3 J1 500 J。答案答案1 200 J80%求解機械效率的步驟求解機械效率的步驟(1)對機械進展受力分析和運動狀態(tài)分析，找出動力和阻力，尤其注意分清有用阻對機械進展受力分析和運動狀態(tài)分析，找出動力和阻力，尤其注意分清有用阻力和額外阻力。力和額外阻力。(2)根據(jù)功的公式或功能關(guān)系求出機械動力所做的功根據(jù)功的公式或功能關(guān)系求出機械動力所做的功(即總功即總功)、抑制有用阻力所做、抑制有用阻力所做的功的功(即有用功即有用功)以及抑制額外阻力所做的功以及抑制額外阻力所做的功

8、(即額外功或無用功即額外功或無用功)。(3)求出有用功與總功的比值得到機械效率。求出有用功與總功的比值得到機械效率。針對訓(xùn)練針對訓(xùn)練1 在【例在【例1】中的工人施加的拉力多大？假設(shè)箱子上升的速度為】中的工人施加的拉力多大？假設(shè)箱子上升的速度為0.5 m/s，拉，拉力的功率多大？力的功率多大？解析設(shè)拉力為解析設(shè)拉力為F，取沙土、箱子和動滑輪整體為研究對象，取沙土、箱子和動滑輪整體為研究對象，由平衡條件得：由平衡條件得：2FmgG，解得解得F250 N。拉力的功率為拉力的功率為P2Fv22500.5 W250 W。答案答案250 N250 W針對訓(xùn)練針對訓(xùn)練2 由一個動滑輪和一個定滑輪組成的滑輪組

9、，把一重為由一個動滑輪和一個定滑輪組成的滑輪組，把一重為40 N的物體勻速提升的物體勻速提升1 m時，人站在地面上所用的向下的拉力為時，人站在地面上所用的向下的拉力為25 N。假設(shè)繩重及摩擦不計，那么滑輪組。假設(shè)繩重及摩擦不計，那么滑輪組的機械效率為多大？滑輪多重？的機械效率為多大？滑輪多重？解析由題意知，有兩段繩子承受物體和動滑輪的重力。解析由題意知，有兩段繩子承受物體和動滑輪的重力。W總總FsF2h2521 J50 J，W有用有用Gh401 J40 J，答案答案80%10 N機械的使用和提高機械效率的方法機械的使用和提高機械效率的方法要點歸納要點歸納1.對機械效率的理解對機械效率的理解(1

10、)根據(jù)機械效率的定義知道，當總功一定時，機械所做的有用功越多或額外功越少根據(jù)機械效率的定義知道，當總功一定時，機械所做的有用功越多或額外功越少,機械效率就越高。當有用功一定時，機械所做的總功越少或額外功越少，機械效率機械效率就越高。當有用功一定時，機械所做的總功越少或額外功越少，機械效率就越高。當額外功一定時，機械所做的總功越多或有用功越多，有用功在總功中所就越高。當額外功一定時，機械所做的總功越多或有用功越多，有用功在總功中所占的比例就越大，機械效率就越高。占的比例就越大，機械效率就越高。(2)機械效率反映了機械做功或利用該機械實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)化的有效程度。提高機械效率機械效率反映了機械做功或利用

11、該機械實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)化的有效程度。提高機械效率有著十分重要的意義，不僅有很高的經(jīng)濟價值，而且能增強人們的效率意識。有著十分重要的意義，不僅有很高的經(jīng)濟價值，而且能增強人們的效率意識。2.提高機械效率的方法提高機械效率的方法(1)減少額外功減少額外功在保證機械能夠平安正常工作的前提下，盡量減輕機械本身的重力，可減少額在保證機械能夠平安正常工作的前提下，盡量減輕機械本身的重力，可減少額外功。外功。通過減少抑制摩擦力做功，如加潤滑劑，用滾動摩擦代替滑動摩擦等，來減少通過減少抑制摩擦力做功，如加潤滑劑，用滾動摩擦代替滑動摩擦等，來減少額外功。額外功。(2)增加有用功增加有用功當額外功一定時，在機械能夠承受

12、并且能夠保證平安正常工作的前提下，盡可能當額外功一定時，在機械能夠承受并且能夠保證平安正常工作的前提下，盡可能增加有用功。例如起重機提起重物時，盡可能增加每次提起重物的重力，充分發(fā)增加有用功。例如起重機提起重物時，盡可能增加每次提起重物的重力，充分發(fā)揮機械的作用。揮機械的作用。易錯提醒易錯提醒(1)機械效率的上下與有用功的多少沒有直接關(guān)系，物體做的有用功多，機械效率不機械效率的上下與有用功的多少沒有直接關(guān)系，物體做的有用功多，機械效率不一定高。一定高。(2)機械效率與功率之間沒有必然聯(lián)系，功率大的物體機械效率不一定高。機械效率與功率之間沒有必然聯(lián)系，功率大的物體機械效率不一定高。精典例如精典例

13、如例例2 如圖如圖3所示，不計任何摩擦，分別用甲、乙、丙、丁四個裝置把同一個物體勻速所示，不計任何摩擦，分別用甲、乙、丙、丁四個裝置把同一個物體勻速提升到同一高度，其中機械效率最小的是提升到同一高度，其中機械效率最小的是()圖圖3A.甲甲 B.乙乙 C.丙丙 D.丁丁解析根據(jù)題目條件可知，設(shè)物體的重力為解析根據(jù)題目條件可知，設(shè)物體的重力為G，每個動滑輪的重力為，每個動滑輪的重力為G0。在把物體勻。在把物體勻速提升到同一高度的過程中，抑制物體重力所做的功等于有用功，四種情況下所做的速提升到同一高度的過程中，抑制物體重力所做的功等于有用功，四種情況下所做的有用功一樣，均為有用功一樣，均為W有用有用

14、Gh。使用甲裝置時，拉力所做的總功為。使用甲裝置時，拉力所做的總功為W1Gh，機械效，機械效率為率為11；由此可以看出，丁的機械效率最小，應(yīng)選由此可以看出，丁的機械效率最小，應(yīng)選D。答案答案D針對訓(xùn)練針對訓(xùn)練3 有兩個人利用斜面共同將木箱拉上汽車，為了提高斜面的機械效率，以下有兩個人利用斜面共同將木箱拉上汽車，為了提高斜面的機械效率，以下做法中可取的是做法中可取的是()A.以較快的速度將木箱勻速拉上汽車以較快的速度將木箱勻速拉上汽車B.以較慢的速度將木箱勻速拉上汽車以較慢的速度將木箱勻速拉上汽車C.改由一個人勻速將木箱拉上汽車改由一個人勻速將木箱拉上汽車D.板長不變，改用光滑的斜面板將木箱勻速拉上汽車板長不變，改用光滑