機械效率課件

機械效率溫故知新本節(jié)課的學(xué)習(xí)需要用到前面學(xué)習(xí)的有關(guān)功的知識，因此請同學(xué)們回憶下面這兩個問題：1、力對物體做功的兩個必要條件是什么？一是有力作用在物體上；二是物體在力的方向上通過了距離。2、功的計算式是什么？W=Fs或W=Gh。買大米朵朵家住在二樓，買了一些大米，可以直接提到二樓，也可以使用動滑輪拉到二樓，使用動滑輪是為了更______。1、兩種方式提大米，人都需要對物體做_____？2、使用動滑輪可以更省力，是否也能省功呢？讓我們設(shè)計一個實驗來探究這個問題吧。省力功使用動滑輪能否省功我們可以用______來代替大米，我們還需要________和________。鉤碼動滑輪測力計使用動滑輪能否省功需要測量哪些物理量呢？設(shè)計實驗表格：使用動滑輪能否省功實驗結(jié)果記錄如下：使用動滑輪能否省功結(jié)論：使用動滑輪比直接提升物體________。不省功利用動滑輪提升重物多做的功源于哪里呢？使用動滑輪的確省了一半的力，但拉力移動的距離增加了一倍，加上動滑輪的自重、摩擦等因素的影響，使用動滑輪提升重物非但不省功，還要費功。z推論：使用任何機械都_________

。不省功理解機械的三種功有用功：為了達到工作目的，直接對物體所做的功?？偣Γ簞恿λ龅乃泄?，即有用功與額外功的總和。額外功：為了達到工作目的，并非我們所需要但由于機械自重和摩擦等因素影響，我們不得不做的功。理解機械的三種功有用功（W有）：為了達到工作目的，直接對物體所做的功。額外功（W額）：為了達到工作目的，并非我們所需要但由于機械自重和摩擦等因素影響，我們不得不做的功。總功（W總）：動力所做的所有功，即有用功與額外功的總和。三者關(guān)系：W總=

W有+W額理解機械的三種功1、用水桶從井中提水的時候，所做的功哪部分是有用功，哪部分是額外功？提水所做的功是有用功；提水桶所做的功是額外功。2、如果桶掉到井里，從井里撈桶的時候，撈上的桶里帶了一些水，這種情況下哪部分是有用功，哪部分是額外功？提水桶所做的功是有用功；提水所做的功是額外功。有用功無論采取哪種方法都必須做的功（為達到工作目的所必須做的功）：（1）舉高重物時（斜面或滑輪）：（2）在粗糙水平面上移動物體時：W有=G物·hW有=f摩·S物額外功并非人們需要但又不得不做的功：（1）克服機械自重做功，使用動滑輪或滑輪組時：（2）克服機械間的摩擦做功，使用斜面時：W額=G動·hW額=f摩·L總功動力對機械所做的功，有用功和額外功的和等于總功：公式（1）：W總=W有+

W額公式（2）：W總=F動力·S動力作用在機械上的動力。動力作用點移動的距離。使用機械能夠省功嗎？觀看下面視頻，得出結(jié)論。功的原理請計算出下列三種情況的有用功、額外功和總功分別是多少？1對沙子做功：W有=600J對桶和克服自身重力做功：W額=120J+2400J=2520J總功：W總=3120J2對沙子做功：W有=600J對桶滑輪做功：總功：對沙子做功：W有=600J對口袋和滑輪做功：總功：W額=60J+120J=180JW總=780J3W額=60J+30J=90JW總=690J例題請算出剛才例題三種辦法中有用功在總功中占的百分比。1對沙子做功：W有=600J對桶和克服自身重力做功：W額=120J+2400J=2520J總功：W總=3120J2對沙子做功：W有=600J對桶滑輪做功：總功：對沙子做功：W有=600J對口袋和滑輪做功：總功：W額=60J+120J=180JW總=780J3W額=60J+30J=90JW總=690J什么是“率”與周圍同學(xué)討論下列短語中“率”字的含義。種子發(fā)芽率、樹的成活率、粉筆利用率、時間利用率……上述的幾個“率”=有用的量/總量表示事物某一方面的優(yōu)劣。什么是機械效率在使用機械工作時，有用功在總功中所占份額越多越好。它反映了機械的一種性能，物理學(xué)中表示為機械效率。1、定義：有用功跟總功的比值。2、物理意義：反映機械性能優(yōu)劣的物理量。3、公式：什么是機械效率機械效率會大于１嗎？為什么？不會。因為額外功總大于0，所以機械效率總小于1

。4、機械效率η一般用百分數(shù)表示，總小于1，無單位。實際：η<1（理想：

η=1）機械效率的理解如圖，起重機的機械效率是60%，它表示什么意思？使用起重機提升重物時所做的有用功跟總功的比為60%。也可以說有用功在總功中占60%，另外額外功占40％。機械效率與是否省力、功率大小、提升高度、繩子的繞法和做功的多少等都無關(guān)。一些機械的機械效率關(guān)于機械效率你都知道什么？觀看下面視頻，得出結(jié)論。機械效率的定義及表達式物體的功率越大，機械效率就越大嗎？觀看下面視頻，得出結(jié)論。機械效率和功率的概念辨析1、判斷下面說法中是否正確？1．有用功越多，機械效率越高（

）2．額外功越少，機械效率越高（

）3．物體做功越慢，機械效率越低（

）4．做總功越多，機械效率越低（

）5．做相同的有用功，額外功越少，機械效率越高（

）6．做相同的總功時，有用功越多，機械效率越高（

）7．機械效率越高，越省力（

）2、某同學(xué)用動力臂是阻力臂2倍的杠桿將重400N的三種石頭抬高20cm，手向下壓的力是220N，手下降的高度是_____cm，人做的功是_____J，有用功是_______J，這根杠桿的機械效率是________。408890.9%803、如圖，忽略繩重和摩擦，用拉力F拉著10

N的重物勻速上升，繩子自由端移動1

m，動滑輪重力2

N，求：（1）拉力F；（2）物體上升的距離；（3）有用功，總功，機械效率。（1）F=6N；（2）h=0.5m；（3）W有=5J；W總=6J；η=83.3%。實驗：測滑輪組的機械效率為得出滑輪組的機械效率，需要求出有用功和總功，為此需要測出哪些物理量？每個量怎樣測量？實驗原理：重力G重物上升高度h拉力F繩子移動距離s實驗：測滑輪組的機械效率實驗器材：彈簧測力計、刻度尺、鐵架臺、滑輪、細線、鉤碼。注意事項：豎直向上，緩慢拉動測力計。緩慢拉動是為了確保鉤碼勻速運動。想一想為什么要保持勻速呢？實驗：測滑輪組的機械效率實驗1：保持動滑輪重一定，改變鉤碼重力。結(jié)論：動滑輪重一定，物重越大，機械效率越高。11.520.10.10.10.30.30.30.10.150.20.50.70.80.150.210.2466.7%71.4%83.3%實驗：測滑輪組的機械效率實驗2：保持鉤碼重力一定，改變動滑輪重。結(jié)論：物重一定，動滑輪越重，機械效率低。220.10.10.80.70.30.40.20.20.240.2483.3%71.4%如何提高機械效率根據(jù)剛才的實驗結(jié)論，試想我們怎樣提高滑輪組的機械效率呢？1、當有用功一定時，盡量減小額外功：采取減輕機械自重和在滑輪軸處加潤滑油的辦法減小摩擦；2、當額外功一定時，盡量增加有用功：在機械能承受的范圍內(nèi)盡可能增加物重。如何測滑輪組的機械效率呢？觀看下面實驗視頻，學(xué)習(xí)實驗方法。測量滑輪組的機械效率理論推導(dǎo)我們能否從公式出發(fā)，預(yù)測實驗結(jié)果呢？在豎直拉時，總有：S=n

hV繩=n

V物不計繩重與摩擦?xí)r有：理論推導(dǎo)如何測滑輪組的機械效率呢？觀看下面視頻，得出結(jié)論。測量滑輪組機械效率如何推導(dǎo)出滑輪組的機械效率公式η=G/nF呢？觀看下面視頻，得出結(jié)論。機械效率的公式推導(dǎo)G/Nf如何推導(dǎo)出滑輪組的機械效率公式η=

G/G+G0呢？觀看下面視頻，得出結(jié)論。機械效率的公式推導(dǎo)G/G+G01、圖為測量滑輪組機械效率的實驗裝置，鉤碼總重6

N。（1）實驗時要豎直向上______拉動彈簧測力計，由圖可知拉力大小為_______N，若鉤碼上升的高度為8cm,則彈簧測力計向上移動______cm,該滑輪組的機械效率為________。（2）若僅增加鉤碼的個數(shù)，該滑輪組有機械效率將_______。（選填：“增大”、“減小”或“不變”）緩慢2.42483.3%增大2、在“測滑輪組機械效率”的實驗中，用同一滑輪組進行兩次實驗，實驗數(shù)據(jù)如下表：（1）此實驗所用滑輪的個數(shù)至少是____個，其中動滑輪有_____個。（2）第一次實驗測得滑輪組的機械效率為________，第二次實驗時滑輪組的機械效率______第一次的機械效率.（選填“大于”、“小于”或“等于”）3262.5%大于課本練習(xí)1、一臺起重機將重3600N的貨物提高4m，起重機做的有用功是多少？如果額外功是9600J，總功是多少？機械效率是多少？起重機所做的額外功是由哪些因素引起的？課本練習(xí)2、用一個動滑輪在5s內(nèi)將一重為200N的物體向上提起3m，拉力為150N。這個動滑輪的機械效率是多少？拉力的功率有多大？輪軸杠桿、滑輪都是簡單機械，簡單的機械運動還包括輪軸與斜面。輪軸由一個軸和一個大輪組成，斜面是大家經(jīng)常接觸的，下面我們給出了常見的輪軸與斜面的圖例：打水用的轆轤就是輪軸

裝卸貨時會用到斜面輪軸的本質(zhì)我們的祖先在長期實踐中，把杠桿改造成可以轉(zhuǎn)動的輪軸。下圖表示杠桿變形成輪軸的一種過程：

在輪軸中，動力臂是輪的半徑

R，阻力臂是軸的半徑

r；由于

R

總是大于

r，所以F

總是小于

G，即利用輪軸總是可以省力的，且有公式：井上的轆轤，從右邊看過去，可畫成下圖：輪軸的實例動力臂大于阻力臂

——

省力杠桿。生活中的轆轤：輪軸的實例汽車的方向盤，從上邊看下去，也可畫成下圖：

輪軸的實例動力臂大于阻力臂——省力杠桿。輪軸的實例動力臂大于阻力臂——省力杠桿。水龍頭，從上邊看下去，也可畫成下圖：更多的輪軸實例船舵單車的踏板螺絲刀門的把手斜面斜面是一個與水平面成一定夾角的傾斜平面。如圖所示，通過斜面將一個大箱子推進車廂，與直接把箱子抱上車箱相比

，誰用的力更??？斜面的公式斜面高度一定時，斜面越長越省力，所以斜面是一種省力機械。

斜面長

s

是斜面高

h

的幾倍，拉力就是物體所受重力的幾分之一。寫成公式，即：斜面的實例如圖，盤山公路可以更省力，也是利用了斜面省力的原理：斜面的實例斜面的實例螺旋——特殊的斜面：鉆頭螺釘測斜面的機械效率1、提出猜想：斜面的機械效率可能和斜面的傾斜程度有關(guān)。2、參考器材：長木板、小車、彈簧測力計、刻度尺3、探究過程：（1）組裝器材；（2）進行實驗；（3）分析數(shù)據(jù)，得到結(jié)論。測斜面的機械效率（1）實驗裝置：FSh（2）實驗過程：測斜面的機械效率①測量小車的重量，記錄數(shù)據(jù)；②把小車用彈簧測力計沿斜面勻速向上拉；分別記錄拉力F、小車沿斜面移動的距離S、小車上升的高度h；③改變斜面的傾斜程度，重復(fù)步驟②。測斜面的機械效率（3）注意事項：①要勻速拉動物體。②拉力要與斜面平行。③及時記錄數(shù)據(jù)。測斜面的機械效率記錄表格：結(jié)論：光滑程度相同的斜面，斜面越傾斜，越費力，機械效率越高。測斜面的機械效率影響斜面機械效率的因素有兩點斜面的傾斜程度：斜面越傾斜，機械效率越高。斜面的光滑程度：斜面越光滑，機械效率越高。測斜面的機械效率1、理想：W總=

FL=W有=

Gh2、實際：W有=

GhW額=

fLW總=

FLNfG測斜面的機械效率斜面的摩擦力f的求法（注意不等于拉力F）：課本練習(xí)3、在斜面上拉一個重4.5N的物體