第十二章简单机械第第3 3节节 机械效率机械效率学习目标学习目标4知道提高机械效率的实际意义和方法，有合理改进机械、提高机械效率的意识。1能结合实例认识什么是有用功、额外功、总功。(重点)2理解机械效率的概念，知道机械效率小于1及没有单位的原因，会利用公式(重、难点)3能设计实验，测定某种简单机械的机械效率。新课引入你你会会选选哪哪种种方方法法呢呢？新课引入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人的重力克服人的重力做功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新课引入机械的三种功机械的三种功GF要提升G，同时必须将本滑轮也提升。嘿，你要克服本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。提升本G是目的，有利用价值，是有用功要实现目的，完成有用功,必须施加本动力F对滑轮做功，是总功新课讲授有用功（有用功（W W有用有用）：使用机械时，机械对物体）：使用机械时，机械对物体做的功是人们需要的，叫做的功是人们需要的，叫有用功有用功。额外功（额外功（W W额外额外）：克服机械本身所受重力和）：克服机械本身所受重力和摩擦力所做的功，这是人们不需要的、而不得不摩擦力所做的功，这是人们不需要的、而不得不额外做的功，叫额外做的功，叫额外功额外功。总功（总功（W W总总）：有用功跟额外功的总和，叫）：有用功跟额外功的总和，叫总功总功。 W总=W有+W额一、有用功、额外功和总功一、有用功、额外功和总功新课讲授 一个人用水桶从井里打水一个人用水桶从井里打水, ,有用功是什么？额外有用功是什么？额外功是什么？功是什么？ 若桶掉在水中若桶掉在水中, ,把装满水的桶捞起来把装满水的桶捞起来, ,则有用功又则有用功又是什么？额外功又是什么？是什么？额外功又是什么？对水做的功为有用功，对桶做的功为额外功。对水做的功为有用功，对桶做的功为额外功。对桶做的功为有用功，对水做的功为额外功。对桶做的功为有用功，对水做的功为额外功。新课讲授请分别计算出三种情况下有用功、额外功和总功分别是多请分别计算出三种情况下有用功、额外功和总功分别是多少？少？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。新课讲授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600J2520J600J180J600J90J请算出刚才的三种办法中有用功在总功中占的百分比。3120J780J690J(W有有)(W额额)(W有有)(W有有)(W额额) (W额额)120J2400J120J60J30J60J新课讲授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600J2520J600J180J600J90J3120J780J690J19%77%87%新课讲授 在使用机械工作时，有用功在总功中所占在使用机械工作时，有用功在总功中所占份额越多越好。它反映了机械的一种性能，物份额越多越好。它反映了机械的一种性能，物理学中表示为机械效率。理学中表示为机械效率。二、机械效率二、机械效率1定义：有用功跟总功的比值。定义：有用功跟总功的比值。2公式：公式：3用百分数表示。总小于用百分数表示。总小于1。新课讲授没有！因为有用功总小于总功，所以机械效率总小于没有！因为有用功总小于总功，所以机械效率总小于1 1。1.1.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？2.2.怎样才能提高机械的效率？怎样才能提高机械的效率？ 减少额外功减少额外功 改进结构，使其合理、轻巧改进结构，使其合理、轻巧 经常保养、定时润滑经常保养、定时润滑 新课讲授滑轮组：滑轮组：50%50%70% 70% 起重机：起重机：40%40%50% 50% 一些机械的机械效率一些机械的机械效率新课讲授抽水机：抽水机：60%60%80% 80% 柴油机：柴油机： 28%28%40% 40% 新课讲授 一台起重机将重一台起重机将重3600 N3600 N的货物提高的货物提高4 m4 m。如果额外。如果额外功是功是9600 J9600 J，起重机做的有用功是多少？总功是多少，起重机做的有用功是多少？总功是多少？机械效率是多少？起重机在哪些方面消耗了额外功？机械效率是多少？起重机在哪些方面消耗了额外功？新课讲授解解: :起重机提高物体的力等于物体的重力起重机提高物体的力等于物体的重力F= =G=3600 N=3600 N起重机提升重物所做的有用功起重机提升重物所做的有用功W有有= =Fh= =Gh=3600 N=3600 N4 m=14400 J=1.444 m=14400 J=1.4410104 4 J J起重机做的总功起重机做的总功W总总= =W有有+ + W额额=14400 J+9600 J=2.4=14400 J+9600 J=2.410104 4 J J因此因此, ,起重机的机械效率起重机的机械效率= = W有有/ /W总总=1.44=1.4410104 4 J/2.4J/2.410104 4 J=60%J=60%新课讲授三、探究三、探究 斜面的机械效率斜面的机械效率猜一猜：斜面的猜一猜：斜面的机械效率机械效率可能和可能和哪些因素哪些因素有关？有关？1.1.斜面的光滑程度斜面的光滑程度2.2.斜面的高度斜面的高度3.3.斜面的长度斜面的长度4.4.新课讲授利用下列器材：长木板、小木块、弹簧测力计、刻度尺。利用下列器材：长木板、小木块、弹簧测力计、刻度尺。说一说你的设计思路？说一说你的设计思路？新课讲授探究斜面机械效率与斜面坡度的关系探究斜面机械效率与斜面坡度的关系1.1.测量小木量小木块的重量，的重量，记录数据；数据；2.2.把小木把小木块用用弹簧簧测力力计沿斜面匀速沿斜面匀速向上拉；分向上拉；分别记录拉力拉力F、木、木块沿斜面移沿斜面移动的距离的距离s、木、木块上升的高度上升的高度h；3.3.改改变斜面的斜面的倾斜程度，重复步斜程度，重复步骤2 2。 新课讲授斜面倾斜程度木块重量G/N斜面高度h/m拉力F/N斜面长s/m有用功 W有/J总功W总/J机械效率较缓较陡很陡新课讲授斜面的机械效率斜面的机械效率斜面的机械效率跟斜面的斜面的机械效率跟斜面的光滑程度光滑程度与与斜面的坡度斜面的坡度有关，有关，斜面越光滑、坡度越小，机械效率越高。斜面越光滑、坡度越小，机械效率越高。典型例题典型例题1.1.关于机械效率，以下说法正确的是关于机械效率，以下说法正确的是（ ）A.A.机械效率总小于机械效率总小于1 1B.B.单位时间里做功越多的机械，机械效率越高单位时间里做功越多的机械，机械效率越高C.C.做功越多的机械，机械效率越高做功越多的机械，机械效率越高D.D.省力越多的机械，机械效率越高省力越多的机械，机械效率越高ADAD典型例题典型例题2.2.某机械的机械效率是某机械的机械效率是75%75%，这说明使用这一装置做功，这说明使用这一装置做功（ ）A.A.总功是额外功的总功是额外功的3 3倍倍B.B.有用功是额外功的有用功是额外功的3 3倍倍C.C.总功是有用功的总功是有用功的3 3倍倍D.D.额外功占总功的额外功占总功的3/43/4倍倍B B典型例题典型例题3.3.为了提高滑轮组的机械效率，以下做法中正确的是为了提高滑轮组的机械效率，以下做法中正确的是（ ）A.A.以较快的速度匀速提升重物以较快的速度匀速提升重物B.B.以较慢的速度匀速提升重物以较慢的速度匀速提升重物C.C.增加承担物重的绳子股数增加承担物重的绳子股数D.D.把滑轮做得更轻巧，减小滑轮在转动过程中的摩擦把滑轮做得更轻巧，减小滑轮在转动过程中的摩擦D D课堂小结课堂小结一、有用功、额外功、总功一、有用功、额外功、总功二、机械效率二、机械效率: :三、斜面的机械效率跟坡度和光滑三、斜面的机械效率跟坡度和光滑程度有关程度有关课后思考课后思考用一个动滑轮把用一个动滑轮把500N500N的重物的重物 提提高高1m1m，所用的拉力是，所用的拉力是300N300N， 在此过程中有用功为多少？在此过程中有用功为多少？总功为多少？总功为多少？动滑轮的机械效率为多少？动滑轮的机械效率为多少？