粵教滬科版九年級物理上冊第十一章機械功與機械能11-3如何提高機械效率第1課時機械效率的理解課件

第十一章

機械功與機械能11.3

如何提高機械效率第1課時

機械效率的理解課程要求知道機械效率。核心素養(yǎng)1.能量觀念2.科學推理知識點精講1.在利用機械做功的過程中，把我們需要的、有價值的功稱為_______,用______表示；把無利用價值但不得不做的功稱為_______，用______表示；把動力對機械做的功稱為_____，用______表示。2.總功和有用功的關(guān)系是W總=__________，故W總______(填“>”“<”或“=”)W有用。知識點1：有用功、額外功和總功有用功W有用額外功W額外總功W總W有用+W額外>3.如圖11-3-1所示，用水桶從井里打水，下列關(guān)于有用功、額外功、總功的說法正確的是()A.人對桶中的水做的功是額外功B.人對桶做的功是總功C.手拉繩所做的功是有用功D.人對桶中的水做的功是有用功D4.升旗過程中，人對繩子的拉力做的功是______，克服旗的重力做的功是______，克服摩擦力做的功是_______。(均填“有用功”“額外功”或“總功”)總功有用功額外功5.用如圖11-3-2所示的滑輪組提升重物，回答下列問題。（1）圖中共有_____段繩子承擔物體和動滑輪的總重。（2）重物升高h，繩子自由端移動的距離s=_____。（3）把重為G的物體勻速升高h，克服物體的重力需要做的功是_____（填寫表達式），這些功是________（填“有用功”“額外功”或“總功”）。（4）拉力F做的功為_____（填寫表達式），這些功是_____（填“有用功”“額外功”或“總功”）。22hGh有用功Fs總功思路點撥：人利用機械做功是有目的性的，根據(jù)人做功的目的將功分為有用功和額外功。易錯辨析：由于人做功的目的不同，一種情景下的有用功可能是另一種情景下的額外功。6.在物理學中，把有用功和總功的比值稱為___________，用符號_____來表示，所以η=___________。知識點2：機械效率的概念機械效率η7.關(guān)于機械效率和功率，下列說法正確的是（）A.機械效率越高，機械做的有用功越多B.功率越大的機械，機械效率越大C.做功越多的機械，功率一定越大D.做功越快的機械，功率一定越大D8.甲的機械效率是70%、乙的機械效率是50%，下列說法中正確的是()A.使用甲機械做功省力B.甲機械做功快C.相同時間內(nèi)，甲機械完成的功多D.乙機械的額外功在總功中占的比例大D9.電工師傅用移動式升降機搶修一條動力外線，已知升降機的箱籃重900N，用升降機將重600N的王師傅勻速提升8m，升降機做的有用功為______J，升降機做的總功為________J，升降機的機械效率是______。(伸縮桿和所攜帶的工具質(zhì)量不計)48001200040%10.某年云南省遭遇了百年不見的特大旱災,某村響應政府號召積極打井抗旱救災。他們準備用抽水機在一口打好的井中,將井下10m深的水抽到地面。若抽水機每小時抽水7.2×105kg,機械效率為50%。問：(g取10N/kg)(1)抽水機所做的有用功是多少?(2)抽水機所做的總功是多少?解:(1)G水=m水g=7.2×105kg×10N/kg=7.2×106N，W有用=G水h=7.2×106N×10m=7.2×107J。(2)由η=

×100%可得，W總==1.44×108J。答：(略)思路點撥：機械效率表示機械做功的效率，即所做的總功中有多大比例的有用功。機械效率越大，有用功跟總功的比值越大。由于總存在額外功，導致有用功總小于總功，所以機械效率總小于1。關(guān)聯(lián)整合：功、功率和機械效率三個概念的異同點如下：概念意義定義公式單位相關(guān)公式功W力的“成效”，即做功的多少物理學中規(guī)定，作用在物體上的力，使物體在力的方向上移動一段距離，就說這個力對物體做了功W=Fs焦耳（J）W=Pt功率P力做功的快慢力做的功與所用時間的比值瓦特(W)P=Fv機械效率η力做功的效率有用功與總功的比值無單位W總=W有用+W額外11.在利用滑輪組提升重物的過程中，有用功是克服物體的重力做的功，所以W有用=_____,總功是作用在繩子末端的動力做的功，所以W總=_____,因而機械效率η=___________。知識點3：滑輪組的機械效率GhFs12.如圖11－3－3所示，用滑輪組提起重為900N的物體，繩子自由端的拉力F為400N，重物在20s內(nèi)勻速上升了10m。求：(1)物體上升的速度。(2)提起物體所做的有用功。(3)滑輪組的機械效率。(4)拉力做功的功率。解：(1)物體上升的速度v=

=0.5m/s。(2)提起物體所做的有用功W有用=Gh=900N×10m=9×103J。(3)繩子自由端移動的距離s=3h=3×10m=30m，提起物體所做的總功W總=Fs=400N×30m=1.2×104J，滑輪組的機械效率η=

×100%=×100%=75%。(4)拉力做功的功率P=

=600W。答：(略)13.如圖11-3-4甲所示，用大小為15N的水平拉力F1，將重力為20N的物體A勻速直線拉動5m，若借助如圖11-3-4乙所示滑輪組，用大小為10N的拉力F2將物體A在同樣的水平面上做勻速直線運動移動相同的距離5m，則此過程滑輪組的：（1）有用功是多少？（2）總功是多少？（3）額外功是多少？（4）機械效率是多少？解：（1）有用功等于拉力F1所做的功W1＝F1s＝15N×5m＝75J。（2）由圖可知n＝3，繩子自由端移動的距離s＝nsA＝3×5m＝15m，拉力F2做的總功W總＝F2s＝10N×15m＝150J。（3）滑輪組的額外功W額外＝W總-W有用＝150J-75J＝75J。（4）滑輪組的機械效率η＝

×100%＝

×100%＝50%。答：（略）

課堂鞏固1.簡單機械的機械效率高是指()A.有用功多B.額外功少C.總功多D.額外功在總功中占的比例小D2.下列關(guān)于功、功率、機械效率的說法正確的是（）A.作用在物體上的力越大，對物體做功越多B.物體做功越快，功率越大C.力對物體做功越多，功率就越大D.有用功越多，機械效率越大B3.用一個動滑輪提升重物時，做的額外功為240J，若滑輪的機械效率是60%，則做的有用功為()A.600J

B.400JC.360J

D.160JC4.質(zhì)量為0.5kg的塑料桶裝滿水后總質(zhì)量為10kg，小明將其從地面勻速搬到高度為1m的桌面上，在豎直向上搬水的過程中所做的總功是_____J，有用功是_____J，機械效率是_____。(g取10N/kg)1009595%5.建筑工地上，工人用如圖11-3-5所示的裝置將重為200N的建材從地面勻速送到2m高處，所用拉力為120N，時間為20s。求：（1）工人做的有用功。（2）工人做的總功。（3）工人做的額外功。（4）此過程中該裝置的機械效率。（結(jié)果精確到0.1%）（5）工人做功的功率。解：（1）工人做的有用功W有用＝Gh＝200N×2m＝400J。（2）由圖可知，n＝2，則繩子自由