第五节机械效率第五节机械效率为为什什么么利利用用实实际际机机械械做做的的功功大大于于不不用用机械直接用手做的功呢机械直接用手做的功呢 ？复复习习：使用任何机械都不省功。使用任何机械都不省功。用图用图中中的滑轮来提升重的滑轮来提升重5N的物体，理论的物体，理论上在细绳端需要加多大的拉力？上在细绳端需要加多大的拉力？省一半力，应为2.5N实际上实际上2.5行不行，为什么？行不行，为什么？怎样能知道怎样能知道实际是多大？实际是多大？实验测量实践是检查真理的唯一标准实际上2.5实际使用动滑轮提升重物时，人所做的功与直接提升重物实际使用动滑轮提升重物时，人所做的功与直接提升重物所做的功相比较，大小如何？这与功的原理是否矛盾？所做的功相比较，大小如何？这与功的原理是否矛盾？我们希望上述两个功越接近越好还是差距越大越好？我们希望上述两个功越接近越好还是差距越大越好？你你会会选选哪哪种种方方法法呢呢？机械的三种功机械的三种功机械的三种功机械的三种功要提升G，同时必须将本滑轮也提升。嘿，你要克服滑轮重力和摩擦而额外做功，否则你不能完成任务。本功无利用价值而又不得不做，是额外功。提升重物提升重物G是目的，有是目的，有利用价值，利用价值，是有用功是有用功要要实现目的，完成实现目的，完成有用功有用功,必须施加必须施加动力动力F对滑轮做功，对滑轮做功，是总功是总功有用功有用功 ：对人们有用的功：对人们有用的功额外功额外功 ：人们不需要但又不：人们不需要但又不 得不做的功得不做的功总功总功 ：拉力所做的功：拉力所做的功,即动力功即动力功,叫总功叫总功. 总功等于有用功与额外功的总和。总功等于有用功与额外功的总和。三、机械效率三、机械效率1、有用功：无论采取哪种方法都必须做的功。即：为达到目的所必须做的功。（1）举高重物时：W有=G物hW有=f摩擦S（2）在粗糙水平面上移动物体时：请计算出有用功、额外功和总功分别是多少？请计算出有用功、额外功和总功分别是多少？你你希望额外功多些还是少些呢？希望额外功多些还是少些呢？请算出刚才的三种办法中有用功在总功中占的百分比。请算出刚才的三种办法中有用功在总功中占的百分比。用用哪哪种种方方法法好好？机械效率有用功跟总功的比值叫机械效率有用功跟总功的比值叫机械效率有用功总小于总功，所以机械效率总小于有用功总小于总功，所以机械效率总小于1看看刚才的数据，思考机械效率会大于吗？为什么？公式：公式： 机械效率一般用百分数表示，没有单位GF我们总希望，有用功占总功中的份额越大越好我们总希望，有用功占总功中的份额越大越好1、定义：有用功跟总功的比值，叫做机械效率。、定义：有用功跟总功的比值，叫做机械效率。正确理解机械效率，关键是明确三种功正确理解机械效率，关键是明确三种功忽略我的重力和忽略我的重力和摩擦，我的机械摩擦，我的机械效率是等于效率是等于1；其；其它任何情况，我它任何情况，我的机械效率都小的机械效率都小于于1。起重机起重机的机械效率是的机械效率是60%它表示什么意思？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使用起重机提升重物时所做的有用功跟总功的比值是是60%60%，也可以说有用功在总功中占有，也可以说有用功在总功中占有60%60%，另外的，另外的4040是额外功是额外功例例 用用一一动动滑滑轮轮将将重重200N的的砂砂子子提提到到9m高高的的脚脚手手架架上上，所用力是所用力是120N，求有用功、总功机械效率各是多少？求有用功、总功机械效率各是多少？解：解：一个工人用滑轮组提起重一个工人用滑轮组提起重200N的货物提高的货物提高1m，所用的拉力是所用的拉力是80N，绳子，绳子自由端被拉起自由端被拉起5m，求：，求：（1）有用功（）有用功（2）总功）总功（3）机械效率）机械效率精选例题精选例题1.一台起重机将重一台起重机将重6000N的建筑材料提的建筑材料提升到升到10m高的楼房上，做的额外功是高的楼房上，做的额外功是40000J，则该起重机做的总功是多少，则该起重机做的总功是多少？机械效率是多少？机械效率是多少？2、某人用如图所示的滑轮组提升、某人用如图所示的滑轮组提升2000牛的重物，使用的牛的重物，使用的拉力是拉力是800牛，绳子自由端被拉下牛，绳子自由端被拉下4米。（米。（1）这个人做的）这个人做的总功是多少焦？（总功是多少焦？（2）有用功是多少焦？（）有用功是多少焦？（3）额外功是多）额外功是多少焦？（少焦？（4）这个滑轮组的机械效率是多少？）这个滑轮组的机械效率是多少？解题示范：已知：G=2000牛，F=800米，S=4米，n=4求：答：（略）FG3、使用下面的滑轮组，用拉力、使用下面的滑轮组，用拉力F匀速拉匀速拉动重物水平移动的距离为动重物水平移动的距离为L，机械效率机械效率等于什么？等于什么？FGfGL根据机械效率的定义思考问题思考问题思考问题思考问题1、例题中总功、有用功、额外功中哪些功一点都不能省？、例题中总功、有用功、额外功中哪些功一点都不能省？2、哪些功可以省一些？、哪些功可以省一些？3、这、这“省功省功”与前面所说的与前面所说的“使用任何机械都不能省功使用任何机械都不能省功”是否矛是否矛盾？为什么？盾？为什么？（有用功一点不能省，否则达不到目的。）有用功一点不能省，否则达不到目的。）额外功可以想办法省一些，如减轻动滑轮重力减少动滑轮个数，额外功可以想办法省一些，如减轻动滑轮重力减少动滑轮个数，其额外功可以省一些，有用功不能省，而总功其额外功可以省一些，有用功不能省，而总功=有用功有用功+额外功，额外功，这样总功也就可省一些。这样总功也就可省一些。不矛盾。因为动力对滑轮组做的功，还是等于滑轮组克服重物的重力和本身重力及摩擦所做的功，仍然是：总功=有用功+额外功。判断：判断：下面说法中是否正确1有用功越多，机械效率越高有用功越多，机械效率越高2额外功越少，机械效率越高额外功越少，机械效率越高3物体做功越慢，机械效率越低物体做功越慢，机械效率越低4做总功越多，机械效率越低做总功越多，机械效率越低5做相同的有用功，额外功越少，机械效率越高做相同的有用功，额外功越少，机械效率越高6做相同的总功时，有用功越多，机械效率越高做相同的总功时，有用功越多，机械效率越高7用用不不同同的的滑滑轮轮组组，做做的的有有用用功功相相同同时时，机机械械效效率率一一定相同定相同8因为有用功总小于总功，所以机械效率总小于因为有用功总小于总功，所以机械效率总小于19做的额外功一定时，总功越少，机械效率越高做的额外功一定时，总功越少，机械效率越高10有用功在总功中占的比例越大，机械效率越高有用功在总功中占的比例越大，机械效率越高知识小结知识小结知识小结知识小结一、机械的三种功：有用功有利用价值的功。总功动力对机械所做的功。额外功对人们无利用价值而又不得不做的功。二、机械效率：1、定义：有用功与总功的比值。2、公式讨论：机械效率的定义机械效率的定义 ： 有用功跟总功的比值有用功跟总功的比值小小结结：有用功有用功 ：对人们有用的功：对人们有用的功额外功额外功 ：人们不需要但又不：人们不需要但又不 得不做的功得不做的功总功总功 ：有用功与额外功的总和：有用功与额外功的总和 公式公式：永远小于1如何提高机械效率如何提高机械效率如何提高机械效率减小机械自重减小机械自重例如：动滑轮太重，使二动二定滑轮组很低，换用较轻滑轮就可提高其机械效率。减小机械间的摩擦力。减小机械间的摩擦力。讨论：讨论：为得出滑轮组滑轮组的机械效率，需要求出有用功和总功，为此需要测出哪些物理量？每个量怎样测量？刻度尺、钩码、弹簧秤、滑轮组两个、铁架台、长约2m的细绳。实验器材：使用弹簧测力计时首使用弹簧测力计时首先要做的是什么呢？先要做的是什么呢？用弹簧测力计用弹簧测力计测钩码的重力测钩码的重力你还你还可以组可以组装成其它的装成其它的滑轮组！滑轮组！匀速拉动弹簧秤使钩码升高到某一位置处，匀速拉动弹簧秤使钩码升高到某一位置处，从弹簧秤读出拉力从弹簧秤读出拉力F的数值的数值 钩码上升的高度（h） 细绳自由端通过细绳自由端通过的距离（的距离（s s）