二、机械效率.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,机械效率,要把重100,N,的沙子运上三楼。下图画了三种办法。同学们讨论一下：哪种办法最好，哪种办法最不好，为什么？,提出问题,学 生 讨 论,返回主页,学 生 讨 论,对砂子做功,对空桶做功,克服自身重力做功,并不需要做 但,又不得不做的功,对人们有用,必须做的功,3m,3m,方法,1,他的目的是：,把沙子运上三楼,手提水桶提沙子,一、有用功和额外功,1.,有用功（,W,有,）,：,为了达到工作目的，,必须做的功,2.,额外功（,W,额,）,：,为了达到工作目的，并非我们所 需要但又,不得不做的功,3.,总 功（,W,总,）,：,动力所做的,所有,功,即有用功与额外功的,总和,W,总,=W,有,+W,额,用水桶从井中提水的时候,所做的功哪部分是有用功,哪部分是额外功,?,提水,所做的功是,有用功,;,提水桶,所做的功是,额外功,。,如果桶掉到井里,从井里捞桶的时候,捞上的桶里带了一些水,这种情况下哪部分是有用功,哪部分是额外功,?,提水桶,所做的功是,有用功,;,提水,所做的功是,额外功,。,想一想；议一议：,对砂子做功,对空桶做功,对动滑轮做功,W,有,议一议,：,方法,2,：,方法,3,：,W,额,W,总,对砂子做功,对口袋做功,对动滑轮做功,W,有,W,额,W,总,另两种提沙方法中做的有用功、额外功、总功分别是哪些？,方法,2,方法,3,动滑轮提水桶提沙子,动滑轮提口袋提沙子,理解机械的三种功,G,F,克服动滑轮重力和摩擦而额外做功,，,额外功,。,提升物体,G,是目的,有利用价值,是,有用功,动力,F,对滑轮做功,，动力所做的是,总功,如：用竖直方向上,的滑轮提升物体,G,无论采取那种方法都,必须,做的功。即：为达到目的所必须做的功。,（,1,）举高重物时：,W,有用,=G,物,h,W,有,=f,摩擦,S,物,（,2,）在粗糙水平面上移动物体时：,有用功,并非,人们需要但又,不得不做,的功,（,1,）克服机械自重做功：,W,额外,=G,动滑轮,h,使用动滑轮或滑轮组时,：,（,2,）克服机械间的摩擦做功,：,使用斜面时：,W,额外,=f,摩擦,L,额外功,动力对机械所做的功,.,有用功和额外功的和等于总功。,W,总,=W,有用,+W,额外,公式（,1,）：,公式（,2,）：,W,总,=F,动力,S,动力,作用在机械上的动力,动力作用点移动的距离,总功,二、机械效率,（,1,）机械效率通常用百分数表示，没有单位,.,1.,定义：有用功跟总功的比值叫,机械效率,（,）,（,2,）机械效率总小于,1.,（因为有用功总小于总功）,2.,公式：,%,3.,特点：,W,有,1,=G,沙,h,三种提沙方法中的,W,有,、,W,额,、,W,总,分别为多少？,方法,2,：,方法,3,：,W,额,1,=,（,G,桶,+,G,人,）,h,W,总,1,=,（,W,有,1,+W,额,1,）,方法,1,：,=,100N,6m,=,600J,=,(,20N,+400N),6m,=,2520J,=,3120J,W,有,2,=G,沙,h,=,600J,W,额,2,=,（,G,桶,+,G,轮,）,h,W,总,2,=,（,W,有,2,+W,额,2,）,=,(,20N,+,10N,),6m,=,180J,=,780J,W,有,3,=G,沙,h,=,600J,W,额,3,=,（,G,袋,+,G,轮,）,h,W,总,3,=,（,W,有,3,+W,额,3,）,=,(,5N,+,10N,),6m,=,90J,=,690J,3m,3m,沙子重,100N,桶重,20N,体重,400N,口袋重,5N,动滑轮重,10N,方法,2,方法,1,方法,3,算一算：,三种提沙方法中的机械效率,分别为多少？,W,有,1,=G,沙,h,方法,2,：,方法,3,：,W,额,1,=,（,G,桶,+G,人,）,h,W,总,1,=,（,W,有,1,+W,额,1,）,方法,1,：,=,100N,6m,=,600J,=,(20N+400N),6m,=,2520J,=,3120J,W,有,2,=G,沙,h,=,600J,W,额,2,=,（,G,桶,+G,轮,）,h,W,总,2,=,（,W,有,2,+W,额,2,）,=,(20N+10N),6m,=,180J,=,780J,W,有,3,=G,沙,h,=,600J,W,额,3,=,（,G,袋,+G,轮,）,h,W,总,3,=,（,W,有,3,+W,额,3,）,=,(5N+10N),6m,=,90J,=,690J,1,=,W,有,1,W,总,1,=,600J,3120J,=19.2%,2,=,W,有,2,W,总,2,=,600J,780J,=76.9%,3,=,W,有,3,W,总,3,=,600J,690J,=87.0%,再算算：,有用功相同，额外功越少机械效率越高,起重机,的机械效率是,60%,它表示什么意思？,1.,使用起重机提升重物时,所做的有用功跟总功的比,60%,2.,也可以说,有用功在总功中占有,60%,，另外额外功占,40,4.,机械效率的意义,有用功所占总功的比例越大，机械效率越高。,机械效率与,是否省力,做功的多少,.,功率大小,.,提升高度,.,绳子的绕法,.,无关,。,例,1.,用一动滑轮将货物,400N,的货物匀速提到,高,2m,，所用拉力是,250N,，求有用功、额外功,.,总功,和动滑轮的,机械效率各是多少？,W,额,=W,总,W,有,=1000J,800J=200J,三,.,例题,例,2.,用一动滑轮将重,200N,的砂子提到,9m,高的脚手架上，所用力是,120N,，求有用功、总功机械效率各是多少？,解：,请你判断：,1.,下面说法中是否正确,？,1,有用功越多，机械效率越高（）,2,额外功越少，机械效率越高（）,3,物体做功越慢，机械效率越低（）,4,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（）,6,做相同的总功时，有用功越多，机械效率越高（）,7,机械效率越高，越省力（）,练习,2.,一台起重机将重,600N,的货物提高,4m.,如果额外功是,9600J,，起重机的有用功是多少？总功是多少？,机械效率是多少？,练习,解：,W,总,=W,额,+,W,有,=,%,=,1,如图所示，建筑工地上，工人用一个动滑轮将重,720N,的重物匀速提升,5m,，工人所用拉力为,450N,，求：,（,1,）工人做的总功,（,2,）该动滑轮的机械效率,（）不考虑摩擦，求动滑轮的重,（）提升的物体重为，,该动滑轮的机械效率为多少？,2,如图所示，在,50N,的水平拉力,F,作用下,重,800,的物体沿水平地面做匀速直线运动,物体与地面间滑动摩擦力为,120,.,则滑轮组的机械效率为,_,；若物体的速度为,0.2m/s,则拉力做功的功率为,F,甲,G,F,乙,G,甲,乙,3.,用它们分别将重相同的甲、乙两物体匀速提升相同的高度，所用的拉力分别为,F,甲、,F,乙，它们的机械效率分别为,甲、,乙。则,F,甲,_F,乙,甲,_,乙（选填“”、“”或“”）,4.利用如图所示装置将重为100,N,的物体匀速从斜面的底端拉到顶端。已知斜面的长是5,m，,高是2,m，,拉力为,F=50N，,则该装置的机械效率为（）,A.40%B.50%C.80%D.100%,理解机械的三种功,G,F,克服动滑轮重力和摩擦而额外做功,，,额外功,。,提升物体,G,是目的,有利用价值,是,有用功,动力,F,对滑轮做功,，动力所做的是,总功,如：用竖直方向上,的滑轮提升物体,G,在测定滑轮组机械效率的实验中,：,根据的原理是_。,实验中需要的测量工具有_和_。,需要直接测量的物理量有：绳端的拉力F、_、_和_。,注意事项：实验时拉力的方向应尽量,_，且应在钩码_的过程中读取拉力的大小。,=W,有,W,总,刻度尺,弹簧测力器,物体重G,物体上升距离h,绳自由端移动距离S,竖直向上,匀速移动,同一滑轮组提不同的重物，机械效率是否相同？,思考题：如果没有刻度尺，不能测量,h,和,s,，还能否测滑轮组的机械效率？,实验数据：,机械效率,有用功,W,有用,（J）,鈎码上升高度,h,（m),总功,W,总,J,拉力移动距离,S,（m),鈎码重,G,(N),0.5,1.0,0.1,0.3,2.0,0.1,0.9,0.3,0.15,0.1,66.7%,0.27,0.2,74.1%,拉力,F,（N）,使用相同的滑轮组提升不同的物体时，物体越重,则机械效率越高,。,不同滑轮组，提相同的重物，机械效率是否相同？,4.0,4.0,1.5,1.2,0.1,0.1,0.3,0.5,0.4,0.4,0.45,0.60,88.9%,66.7%,提升相同的物体,，,动滑轮越重，则机械效率越低。,结论:,1,使用相同的滑轮组提升不同的物体时，物体越重,则机械效率越高。,2,、,提升相同的物体，,动滑轮越重，则机械效率越低。,3.,与连接动滑轮的绳子段数,(,不计摩擦），与物体上升的高度无关,提高滑轮组机械效率的方法：,1,、提高物重,2,、减小动滑轮的重量,斜面也是经常使用的省力机械，那么，斜面的机械效率要与什么因素有关呢？,猜想：斜面的粗糙程度，斜面的倾斜程度，物体的重力,探究:,斜面的机,械效率,1.把物体拉上斜面,时,额外功是什么?,(克服物体与斜面,之间的摩擦力而做,功),2.探究一下光滑程度一样的斜面,当它的倾斜程度不同,时 斜面的机械效率是否相同.,请思考:,1.怎样计算总功?,W,总,=F S,2.怎样计算有用功?,W,有用,=G h,3.实验中需要测量哪几个物理量?,改变木板的倾斜程度,再测量两次斜面的机械效率,实验前请猜想:,1.你认为省力多少与斜面的倾斜程度有什么关系?,2.斜面的机械效率与它的倾斜程度有什么关系?,最陡,较陡,较缓,机械效率,总功,W,总,/J,有用功,W,有,/J,斜面长s/m,沿斜面拉力F/N,斜面高度h/m,小车重量G/N,斜面的倾斜程度,5.0,5.0,5.0,0.5,0.5,0.5,0.1,0.15,0.25,1.6,2.2,3.1,0.5,0.75,1.25,0.8,1.1,1.55,63%,68%,81%,光滑程度相同的斜面，越平缓越省力，机械效率越低。,斜面的机械效率与,1,、斜面的,粗糙程度,有关：同一斜面，拉同一物体，斜面越粗糙，效率越低；,2,、斜面的,倾斜程度,有关：粗糙程度相同，拉同一物体，斜面越陡（倾角越大），效率越高；,3,、所拉,物体的重力,有关：物重越大，机械效率越大。,1、下列有关机械效率的概念的叙述中正确的是（）,A、机械效率越大，做功越快,B、做有用功越多时，机械效率越大,C、机械效率越大，又省力又省功,D、机械效率越大，有用功占总功的比值越大,D,2,、小均用动滑轮将质量为,40kg,的货物匀速提高了,5m,，他用,250N,的拉力拉了,10s,，下列说法正确的是：,(),（,g,取,10N/kg,）,A,有用功为,200J,B,额外功为,500J,C,动滑轮的机械效率为,75%,D,小均的功率为,200W,B,3,、使用机械效率高的机械比效率低的机械相比，下列说法正确的是（）,A.,更省力,B.,更省距离,C.,功率更高，节约时间,D.,有用功相同时更省功，节约能量,E.,使用更方便,D,3,、在新农村建设中，为将,批建材运到,10 m,高的施工处，工人利用如图所示的滑轮组提升建材。装置中动滑轮重,100N,，工人每次匀速提升一箱重,400N,的建材，不计绳重和摩擦。试问：,(1),每次提升建材时的有用功、额外功各是多少？,(2),该滑轮组的机械效率是多少,?,（,3,）为加快施工进度，张师傅建议用电动机做动力替代人提升建材。为了安全，改装后每次可吊起四箱建材，建材匀速上升时的速度为,0.4m/s,。仓库中现有两台电动机，型号分别为“,220V 0.8kW”,、“,220V 3kW”,，请你通过计算说明应选哪台电动机才能使配置更为合理。,4,、在不计绳重和摩擦的情况下利用如图所示的甲、乙两装置分别用力把相同的物体匀速提升相同的高度若用,F,甲、,F,乙表示所需拉力，,甲,，,乙表示甲、乙两装置的机械效率，,W,甲、,W,乙表示拉力所做的功。,A,、,F,甲,F,乙，,甲,乙，,W,甲,W,乙,B,、,F,甲,=F,乙、,甲,乙，,W,甲,W,乙,C,、,F,甲,F,乙、,甲,乙，,W,甲,W,乙,5、如图所示，某人用一个滑轮组,站在地面上把500N的货物经5s提高,了2m，所用的力是300N。求,（1）这个人做功是多少？,（2）这个滑轮组的机械 F,效率是多少？,探究动滑轮的机械效率,一、影响动滑轮的机械效率的因素,减轻动滑轮自重,减小滑轮转轴间的摩擦力,增加提升的物重。,减轻绳重,二、如何提高动滑轮的机械效率,1,、动滑轮自重、滑轮摩擦、绳重,2,、提升的物体重力,滑轮组的机械效率与提升的高度、绳子的股数无关。,如何提高动滑轮的机械效率,减轻动滑轮自重,减小滑轮转轴间的摩擦力,提高提升的物重。,减轻绳重,方法一,方法二,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：,