第三节第三节第三节第三节 机械效率机械效率机械效率机械效率第十二章第十二章 简单机械简单机械1藤蔓课堂你你会会选选哪哪种种方方法法呢呢？想想议议想想议议2藤蔓课堂1 12 23 31 12 23 3对沙子做功对沙子做功对桶做功对桶做功克服重力做功克服重力做功对沙子做功对沙子做功对桶做功对桶做功对滑轮做功对滑轮做功对沙子做功对沙子做功对口袋做功对口袋做功对滑轮做功对滑轮做功3藤蔓课堂有用功有用功 ：使用机械时对人们有用的功。使用机械时对人们有用的功。 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 。 一、有用功、额外功、总功一、有用功、额外功、总功4藤蔓课堂请计算出有用功、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？5藤蔓课堂1 12 23 31 12 23 3对沙子做功对沙子做功对桶做功对桶做功克服重力做功克服重力做功对沙子做功对沙子做功对桶做功对桶做功对滑轮做功对滑轮做功对沙子做功对沙子做功对桶做功对桶做功对滑轮做功对滑轮做功600J2520J600J180J600J90J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。3120J780J690J6藤蔓课堂1 12 23 31 12 23 3对沙子做功对沙子做功对桶做功对桶做功克服重力做功克服重力做功对沙子做功对沙子做功对桶做功对桶做功对滑轮做功对滑轮做功对沙子做功对沙子做功对桶做功对桶做功对滑轮做功对滑轮做功600J2520J600J180J600J90J3120J780J690J19%76%86%7藤蔓课堂二、二、 机机 械械 效效 率率1.定义：有用功与总功的比值叫机械效率定义：有用功与总功的比值叫机械效率.2.表达式表达式: 没有！因为有用功总小于总功，所以没有！因为有用功总小于总功，所以机械效率机械效率总小于总小于1 。思考：思考： 有没有机械效率为有没有机械效率为100%100%的机械？为什么？的机械？为什么？8藤蔓课堂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是使用起重机提升重物时所做的有用功跟总功的比值是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是是额外功额外功9藤蔓课堂柴油机柴油机柴油机柴油机28%28%37%37%起重机起重机起重机起重机40%40%50%50%汽油机汽油机汽油机汽油机 22%22%27%27%电动机电动机电动机电动机 80%80%90%90%10藤蔓课堂离心式水泵离心式水泵离心式水泵离心式水泵60%60%80%80%蒸汽机蒸汽机蒸汽机蒸汽机6%6%15%15%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。如何提高机械效率？如何提高机械效率？减轻机械重力，减少摩擦阻力，经常保养润减轻机械重力，减少摩擦阻力，经常保养润滑等。滑等。11藤蔓课堂判断：判断：下面说法中是否正确？下面说法中是否正确？1. 做功多的机械，机械效率高做功多的机械，机械效率高2做总功越多，机械效率越低做总功越多，机械效率越低3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4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5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6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17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8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9.机械效率高的机械省功机械效率高的机械省功10.机械效率高的机械有用功占总功比值大机械效率高的机械有用功占总功比值大11、额外功与总功的比值越大，机械效率越小、额外功与总功的比值越大，机械效率越小.12、机械效率越大，越省力。、机械效率越大，越省力。12藤蔓课堂例1：如图所示的滑轮组匀速提升物体已知物重G=240牛，手的拉力F=100牛，手上升距离为30厘米,则有用功为多少焦耳?该滑轮组的机械效率为多少?GF三、如何计算滑轮组三、如何计算滑轮组竖直竖直提升重物时的机械效率？提升重物时的机械效率？把物体举高把物体举高h h绳子在拉力绳子在拉力F F作用下移动距作用下移动距离离s s所做的功所做的功W W有有=Gh=GhW W总总=Fs=Fs归纳出计算方法：归纳出计算方法：13藤蔓课堂【针对训练针对训练】建筑工人用如图所示的装置把重建筑工人用如图所示的装置把重400 N400 N的物体匀的物体匀速提升速提升3 m3 m。所用的拉力为。所用的拉力为300 N300 N。则该工人所。则该工人所做的有用功为做的有用功为_J_J，总功为，总功为_J_J，该滑轮组的机械效率是该滑轮组的机械效率是_。14藤蔓课堂三、如何计算滑轮组三、如何计算滑轮组水平水平拉动重物时的机械效率？拉动重物时的机械效率？例例2：用如图所示的装置把重：用如图所示的装置把重400 N的物体匀速拉动的物体匀速拉动3m。已知物体与地面的摩擦力为已知物体与地面的摩擦力为40N，所用的拉力，所用的拉力F为为25N。则该工人所做的有用功为则该工人所做的有用功为_J，总功为，总功为_J，该滑轮组的机械效率是，该滑轮组的机械效率是_。直接用手把物体直接用手把物体拉动拉动L L所做的功所做的功绳子在拉力绳子在拉力F F作用下移动距作用下移动距离离s s所做的功所做的功W W有有=fL=fLW W总总=Fs=Fs归纳出计算方法：归纳出计算方法：15藤蔓课堂【针对训练针对训练】如图所示，车重如图所示，车重105N,车受到的摩擦力是车重的车受到的摩擦力是车重的0.02倍，作用在绳自由端的拉力是倍，作用在绳自由端的拉力是600N，车在，车在2秒秒前进的距离是前进的距离是0.2m，求：，求：1、滑轮组的机械效率是多少？、滑轮组的机械效率是多少？2、拉力的功率是多少？、拉力的功率是多少？16藤蔓课堂四、如何计算在四、如何计算在斜面上斜面上拉动重物时的机械效率？拉动重物时的机械效率？例例3：如图所示，用平行于斜面、大小为：如图所示，用平行于斜面、大小为1.25 N的拉力的拉力F，将重为，将重为1.8 N的物体从斜面底端匀速拉至顶端，则的物体从斜面底端匀速拉至顶端，则这个过程中拉力做的有用功是这个过程中拉力做的有用功是_J，额外功是，额外功是 J，机械效率是，机械效率是_。归纳出计算方法：归纳出计算方法：直接把物直接把物体拉升体拉升h h物体在拉力物体在拉力F F作用下移动距作用下移动距离离L L所做的功所做的功W W有有=Gh=GhW W总总=FL=FL17藤蔓课堂【针对训练针对训练】如图所示，斜面的长为如图所示，斜面的长为5m，高为，高为1m，物体重为，物体重为100N，推动物，推动物体的力为体的力为30N。求。求:这个过程中，人做的总功、有用功、额外这个过程中，人做的总功、有用功、额外功和机械效率分别是多少？功和机械效率分别是多少？18藤蔓课堂探究一：如何测量斜面的机械效率？探究一：如何测量斜面的机械效率？1、提出猜想：、提出猜想：斜面的斜面的机械效率机械效率可能和可能和 有关。有关。2、器材：、器材：长木板、小木块、弹簧测力计、刻度尺长木板、小木块、弹簧测力计、刻度尺 斜面倾斜程度、斜面倾斜程度、斜面的粗糙程度斜面的粗糙程度19藤蔓课堂3、实验装置：实验装置：FSh20藤蔓课堂4、实验过程：实验过程：测量小木块的重力，记录数据；测量小木块的重力，记录数据； 改变斜面的倾斜程度，重复步骤改变斜面的倾斜程度，重复步骤。 把把小小木木块块用用弹弹簧簧秤秤沿沿斜斜面面匀匀速速向向上上拉拉；分分别别记记录录拉拉力力F F、木木块块沿沿斜斜面面移移动动的的距距离离S S、木木块块上上升升的的高度高度h h。21藤蔓课堂5、注意事项：注意事项：要匀速拉动物体。要匀速拉动物体。拉力要与斜面平行。拉力要与斜面平行。及时记录数据。及时记录数据。 木板的倾斜程度要适当木板的倾斜程度要适当 要在匀速拉动的过程中读出弹簧秤的读数要在匀速拉动的过程中读出弹簧秤的读数22藤蔓课堂6、记录表格：、记录表格：斜面斜面倾斜倾斜程度程度木块重木块重量量 G/N斜面高斜面高度度 h/m拉力拉力F/N斜面斜面长长 s/m有用功有用功 W有有/J总功总功W总总/J机械效率机械效率较较缓缓较较陡陡很很陡陡23藤蔓课堂6 6、记录表格：、记录表格：斜面倾斜面倾斜程度斜程度木块重量木块重量 G/N斜面高度斜面高度 h/m拉力拉力F/N斜面长斜面长 s/m有用功有用功 W有有/J总功总功W总总/J机械效率机械效率较缓较缓50.11.60.50.50.862.5较陡较陡50.152.20.50.751.168很陡很陡50.22.70.511.3581结论：结论：斜面越陡，越不省力，机械效率越高。斜面越陡，越不省力，机械效率越高。24藤蔓课堂思考：测滑轮组的机械效率，需要测出哪些物理思考：测滑轮组的机械效率，需要测出哪些物理 量？每个量怎样测量？量？每个量怎样测量？实验原理：实验原理：探究二：如何测量滑轮组的机械效率？探究二：如何测量滑轮组的机械效率？猜想：滑轮组的机械效率可能与猜想：滑轮组的机械效率可能与绳子的段数绳子的段数和和物体物体 的重力的重力有关。有关。25藤蔓课堂刻刻度度尺尺、钩钩码码、弹弹簧簧秤秤、滑滑轮轮组组两两个个、铁架台、长约铁架台、长约2m2m的细绳。的细绳。实验器材：实验器材：实验数据及表格设计如下：实验数据及表格设计如下：26藤蔓课堂钩码重G/N224钩码上升高度h/m0.10.10.1有用功W有/J0.4拉力F/N0.61绳端移动距离S/m0.5总功W总/J0.5机械效率80%0.20.80.30.2483.3%0.20.50.366.7%27藤蔓课堂实验结论：实验结论：1 1、用不同的滑轮组提升同一重物时，机械效率、用不同的滑轮组提升同一重物时，机械效率 ，动滑轮多的做的动滑轮多的做的 功多，机械效率功多，机械效率 （填高或低）填高或低） 2 2、用同一滑轮组提升不同重物时，机械效率、用同一滑轮组提升不同重物时，机械效率 ，重，重物越重做的物越重做的 功多，机械效率功多，机械效率 （填高或低）。填高或低）。 3 3、滑轮组提升重物时，机械效率的高低、滑轮组提升重物时，机械效率的高低 、 、以及、以及 有关。有关。不同不同额外额外低低不同不同有用有用高高动滑轮重力动滑轮重力摩擦力摩擦力提升物体的重力提升物体的重力4 4、机械效率的大小，与、机械效率的大小，与省力省力多少无关、与多少无关、与功率大小功率大小无关无关、与重物被、与重物被提升的高度提升的高度无关！不能说机械效率越高就越无关！不能说机械效率越高就越省力，也不能说机械效率越高功率就越大。省力，也不能说机械效率越高功率就越大。28藤蔓课堂提高机械效率的一般方法：提高机械效率的一般方法：2、改进机械的结构，减小机械自重改进机械的结构，减小机械自重 1、定时润滑定时润滑减小机械间的摩擦力。减小机械间的摩擦力。例如：动滑轮太重，使滑轮组机械效率很低，例如：动滑轮太重，使滑轮组机械效率很低，换用较轻滑轮就可提高其机械效率。换用较轻滑轮就可提高其机械效率。例如：加强机械运动部位的润滑例如：加强机械运动部位的润滑.3 3、 增加物重增加物重。29藤蔓课堂1、现实中,关于机械效率，以下说法正确的是：D、省力越多的机械，机械效率越高。C、做功越多的机械，机械效率越高；B、单位时间里做功越多的机械， 机械效率越高；A、机械效率总小于1；A30藤蔓课堂2、为了提高滑轮组的机械效率，以下 做法中正确的是：（ ）C、增加承担物重的绳子股数；B、以较慢的速度匀速提升重物；A、以较快的速度匀速提升重物；D、把滑轮做得更轻巧，减小滑轮在 转动过程中的摩擦；D31藤蔓课堂32藤蔓课堂