五、機械效率

1、第五節(jié):機械效率你知道生活中的 一詞嗎？種子的發(fā)芽率種子的發(fā)芽率樹的成活率樹的成活率油煙凈化率油煙凈化率工作效率工作效率 “率”=有用量/總量表示事物某一方面的優(yōu)劣。有用功、額外功、總功有用功、額外功、總功2. 機械效率機械效率額外功額外功 在做有用功的同時，人們不需要但又不得不做的功，叫做額外功。有用功有用功 必須做的功，叫做有用功。 為實現(xiàn)目的而做的功 克服機械自身（如動滑輪、繩子、杠桿）的重力和摩擦等而做的功F做的功為總功。有用功和額外功的和為總功。直接用于提升物體做的功為有用功提升機械（滑輪、杠桿）做的功為額外功（不考慮摩擦）W有=G物hW總=W有用+ W額外W總=Fs作用在機械上的動

2、力作用在機械上的動力動力作用點移動的距離動力作用點移動的距離機械效率：總有用WWFsGh額外有用有用WWW總額外總WWW 例、用動滑輪將重例、用動滑輪將重20N的鉤碼提高的鉤碼提高30cm，繩子末端實際，繩子末端實際所用拉力是所用拉力是12N，這個動滑輪的機械效率是多少？，這個動滑輪的機械效率是多少？J4m2 . 0N20hGW有%3 .83J8 . 4J4J8 . 4m4 . 0N12總有總WWsFW解：解：n=2s=2hsh1、定義：、定義： 與與 的比值叫機械效率。的比值叫機械效率。%100總有用WW2、公式：、公式： =%100總有用WWGhFS推導(dǎo)式：推導(dǎo)式：有用功有用功總功總功機械

3、效率的概念注意注意：（1）機械效率機械效率沒有單位是一個比值沒有單位是一個比值 .由于額外功可不避免，總有由于額外功可不避免，總有W有用有用W總總，因此，因此總是總是100。（2）機械效率機械效率為什么總是小于為什么總是小于1?題題1:1:如圖所示，工人用定滑輪勻速提升重如圖所示，工人用定滑輪勻速提升重為為180 N180 N的物體，所用的拉力為的物體，所用的拉力為200 N200 N，在，在5s5s內(nèi)物體升高的高度為內(nèi)物體升高的高度為2 m2 m此過程中，求：此過程中，求： (1)(1)有用功；有用功； (2)(2)總功的功率；總功的功率； (3)(3)定滑輪的機械效率定滑輪的機械效率 題題

4、2:2:如圖所示的滑輪組勻速提升物體已如圖所示的滑輪組勻速提升物體已知物重知物重G G=240=240牛，手的拉力牛，手的拉力F F=100=100牛，手上牛，手上升距離為升距離為3030厘米厘米, ,則有用功為多少焦耳則有用功為多少焦耳? ?該該滑輪組的機械效率為多少滑輪組的機械效率為多少? ?G解解: :由圖由圖n=3n=3 h h= s=10cm s=10cm13W W有有=Gh=240 =Gh=240 N N0.1m=24J J W W總總=Fs=100 =Fs=100 N N0.3m=30J J = = 100%=80% W W有有W W總總24J J30J J F答答:動滑輪重的兩

5、種求法：動滑輪重的兩種求法：F=1/n （G 物物+ G動動 ）W額外額外G動動 h 題題3 3、某同學(xué)用動力臂是阻力臂某同學(xué)用動力臂是阻力臂2 2倍倍的杠桿將重的杠桿將重400N400N的石頭抬高的石頭抬高20cm,20cm,手手向下壓的力是向下壓的力是220N,220N,手下降的高度是手下降的高度是_cm,_cm,人做的功是人做的功是_J,_J,有用功是有用功是_J,_J,這根杠桿的機械效這根杠桿的機械效率是率是_._.40888090.9%活動11.7- 再探動滑輪再探動滑輪用彈簧測力計沿用彈簧測力計沿 方向方向 拉動滑拉動滑輪，使掛在下面的鉤碼緩慢勻速上升。輪，使掛在下面的鉤碼緩慢勻速

6、上升。Fsh豎直勻速繩端受到的拉力繩端受到的拉力F-繩端移動的距離繩端移動的距離s-物體（鉤碼）的重力物體（鉤碼）的重力G-物體（鉤碼）上升的高度物體（鉤碼）上升的高度h-FsGh=總有WW，改變鉤碼的數(shù)量，重復(fù)上述測量改變鉤碼的數(shù)量，重復(fù)上述測量.想一想想一想想一想想一想如何多次進行實驗如何多次進行實驗?如何設(shè)計實驗表格如何設(shè)計實驗表格?123實實驗驗次次數(shù)數(shù)鉤碼的鉤碼的重力重力G鉤碼被提鉤碼被提升的高度升的高度h動滑輪提動滑輪提升鉤碼所升鉤碼所做的功做的功W1手對繩手對繩端的拉端的拉力力F人手拉人手拉繩端移繩端移動的距動的距離離S人手拉人手拉繩子所繩子所做的功做的功W2NmJJNm0. .

7、200.200.250. .400.400.50提高機械效率的方法：（1）在有用功不變的情況下，減小額外功。）在有用功不變的情況下，減小額外功。（如減?。ㄈ鐪p小 的重力、繩重、摩擦）的重力、繩重、摩擦）提升相同物體，動滑輪越多，機械效率越低。提升相同物體，動滑輪越多，機械效率越低。 （2）在額外功不變的情況下，增大有用功。）在額外功不變的情況下，增大有用功。（如增大（如增大 ） 相同的機械，提升物體越多，機械效率越高。相同的機械，提升物體越多，機械效率越高。動滑輪動滑輪物重物重%100總有用WW有用有用額外%100總有用WW例題2：工人師傅利用如圖所示的滑輪組提升重物，不計繩重和摩擦。（1）若

8、工人師傅用250N的力恰好能將重400N的物體豎直向上勻速提升，求該滑輪組此時的機械效率。（2）若用此滑輪組將重900N的物體豎直向上勻速提升2m，求拉力F在這一過程中所做的功。某同學(xué)的解題過程如下：（2）W有用=Gh =900N2m=1800J W總=W有用/=1800J/0.8=2250J正確的解題過程如下：（2）因為不計摩擦，所以 （3）當提900N物體時，拉力W總= =500N2 2m=2000J 題題4、為了提高滑輪組的機械效率，以下做為了提高滑輪組的機械效率，以下做法中正確的是法中正確的是 .D題題5 5、如圖是工人師傅提升重物的示意圖，如圖是工人師傅提升重物的示意圖，已知滑輪質(zhì)量

9、相同，若把同一貨物勻速提已知滑輪質(zhì)量相同，若把同一貨物勻速提升相同的高度（不計摩擦）（升相同的高度（不計摩擦）（ ）FFB1.下列關(guān)于機械效率的說法中正確的是下列關(guān)于機械效率的說法中正確的是( )A.做功多的機械，機械效率一定高做功多的機械，機械效率一定高B.單位時間內(nèi)所做的功越多，機械效率越高單位時間內(nèi)所做的功越多，機械效率越高C.使用任何機械的目的都是為了省功使用任何機械的目的都是為了省功D.使用任何機械，它的機械效率總小于使用任何機械，它的機械效率總小于1D2.有甲、乙兩臺機器，甲機器的機械效率是有甲、乙兩臺機器，甲機器的機械效率是90%,乙機器的乙機器的機械效率是機械效率是80%，那么

10、下列說法，那么下列說法 中正確的是中正確的是( )A.甲機器一定比乙機器省力甲機器一定比乙機器省力B.甲機器的功率一定比乙機器大甲機器的功率一定比乙機器大C.甲機器的有用功一定比乙機器多甲機器的有用功一定比乙機器多D.以上說法都不對以上說法都不對D3.在重為在重為4N的動滑輪下面掛一個重的動滑輪下面掛一個重16N的物體，提升的物體，提升物體時摩擦力不計，它的機械效率為物體時摩擦力不計，它的機械效率為 （ ）A. 25% B. 50% C. 80% D. 100% C4.甲、乙兩臺機械的機械效率分別是甲、乙兩臺機械的機械效率分別是80% 和和60%，現(xiàn)，現(xiàn)分別使用這兩臺機械做相同的有用功，那么使

11、用這兩分別使用這兩臺機械做相同的有用功，那么使用這兩臺機械所做的總功的比是臺機械所做的總功的比是 （ ） A.1:1 B.4:3 C.3:4 D.無法斷定無法斷定B某實驗小組在測滑輪組機械效率的實驗中得到的數(shù)據(jù)如下表所示，裝置如某實驗小組在測滑輪組機械效率的實驗中得到的數(shù)據(jù)如下表所示，裝置如圖所示圖所示 次數(shù)次數(shù)物理量物理量123鉤碼重鉤碼重G/N鉤碼上升高度鉤碼上升高度h/m繩端拉力繩端拉力F/N繩端移動距離繩端移動距離s/m機械效率機械效率（3）比較實驗）比較實驗1和實驗和實驗3可得出結(jié)論：使用同一滑輪組，可得出結(jié)論：使用同一滑輪組， ，可以，可以提高滑輪組的機械效率。提高滑輪組的機械效率

12、。（2）通過實驗）通過實驗1和實驗和實驗2的數(shù)據(jù)分析得的數(shù)據(jù)分析得 出結(jié)論：使用不同的滑輪組，提出結(jié)論：使用不同的滑輪組，提升相升相 同的重物時，動滑輪的個數(shù)越多，滑輪組的機械效率同的重物時，動滑輪的個數(shù)越多，滑輪組的機械效率 。（1）通過表中數(shù)據(jù)可分析出實驗）通過表中數(shù)據(jù)可分析出實驗1是是 用用 圖做的實驗，實驗圖做的實驗，實驗2是用是用 圖圖 做的實驗。做的實驗。甲甲乙乙6.如圖所示，用滑輪組勻速提升一重為如圖所示，用滑輪組勻速提升一重為100 N的重物，所的重物，所用的拉力用的拉力F大小為大小為60 N. 如果物體上升如果物體上升1 m，則，則W總總=_J，W有用有用=_J，=_，如果不計任何摩擦，則動滑輪的重，如果不計任何摩擦，則動滑輪的重G動動= _N.7.用機械效率為用機械效率為90%的滑輪組提起的滑輪組提起270 N的重物，的重物，加在繩子自由端的拉力為加在繩子自由端的拉力為100 N，則滑輪，則滑輪 組上承受組上承受拉力的繩子股數(shù)應(yīng)為拉力的繩子股數(shù)應(yīng)為( )A. 2股股 B. 3股