人教版八年级物理下册123机械效率.pptx

第十二章第十二章 第节第节 机械效率机械效率学习目标学习目标能结合实例分析什么是有用功、额能结合实例分析什么是有用功、额外功和总功外功和总功能说出机械效率的含义，知道机械能说出机械效率的含义，知道机械效率是小于效率是小于1的；能利用机械效率的；能利用机械效率的公式进行简单的计算的公式进行简单的计算通过实验了解滑轮组机械效率的高通过实验了解滑轮组机械效率的高低与物体重力的大小有关低与物体重力的大小有关 直接提升物体做功，与使用机械提升物体做直接提升物体做功，与使用机械提升物体做功相同吗？功相同吗？提出问题：提出问题：提出问题提出问题G/Nh/mW直直/JF/Ns/mW机机/J20.10.21.20.20.24结论：使用动滑轮比直接提升物体不省功。结论：使用动滑轮比直接提升物体不省功。推论：使用任何机械不省功。推论：使用任何机械不省功。实实 验验概概 念念G/Nh/mW直直/JF/Ns/mW机机/J20.10.21.20.20.24额外功：由于机械自重和摩擦等因素影响，额外功：由于机械自重和摩擦等因素影响，而不得不做的功（无用付出）。而不得不做的功（无用付出）。有用功：直接对物体所做的功（工作目有用功：直接对物体所做的功（工作目的）。的）。总功：利用机械所做的功（实际付出）。总功：利用机械所做的功（实际付出）。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。一、机械效率：一、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。1关于机械效率的说法中正确的是关于机械效率的说法中正确的是 （）A越省力的机械，效率越高越省力的机械，效率越高 B做有用功越多的机械，效率越高做有用功越多的机械，效率越高 C做相同的功，额外功的值越小，效率越高做相同的功，额外功的值越小，效率越高 D做功越快的机械，效率越高做功越快的机械，效率越高C 练一练练一练2如图，忽略绳重和摩擦，用拉力如图，忽略绳重和摩擦，用拉力F拉着拉着10 N的重物匀速上升，绳子自由的重物匀速上升，绳子自由端移动端移动1 m，动滑轮重力，动滑轮重力2 N，求：（求：（1）拉力）拉力F；（2）物体上升的距离；）物体上升的距离；（3）有用功，总功，机械效率。）有用功，总功，机械效率。练一练练一练二、测滑轮组的机械效率：二、测滑轮组的机械效率：F 实验原理实验原理 实验器材实验器材 注意事项注意事项 弹簧测力计、刻度尺弹簧测力计、刻度尺、铁架台、滑轮、细线、钩码。铁架台、滑轮、细线、钩码。竖直竖直向上，向上，缓慢缓慢拉动测力计。拉动测力计。G/N h/mF/Ns/mW有有/JW总总/J123F实验1保持保持动滑滑轮重一定，改重一定，改变钩码重力。重力。结论：结论：动滑轮重动滑轮重一定一定,物重物重越大越大，机械效率，机械效率越高越高。G/Nh/m F/N s/m W有有/J W总总/J122.2.条件：物重一定条件：物重一定实验2保持保持钩码重力一定，改重力一定，改变动滑滑轮重。重。结论：结论：物重物重一定，动滑轮一定，动滑轮越重越重，机械效率，机械效率低低。FF因为额外功总大于因为额外功总大于“0 0”所以所以机械效率总小于机械效率总小于1 为什么没有机械效率为为什么没有机械效率为100%100%的机械？的机械？GGGG从能量转化的角度，可以对图中的各种从能量转化的角度，可以对图中的各种功进行如下的分析：功进行如下的分析：总功人提供的能量总功人提供的能量有用功重物增加的势能有用功重物增加的势能额外功滑轮、绳子增加额外功滑轮、绳子增加的势能，机械增加的热能的势能，机械增加的热能直接用手提起使用滑轮组提起即克服摩擦、滑轮重、绳重等做的功。练习：如右图所示，用滑轮组匀练习：如右图所示，用滑轮组匀速提起一个重为速提起一个重为350N的物体，的物体，物体在物体在10s内竖直上升了内竖直上升了lm，人，人拉绳的力为拉绳的力为250N。（。（1）绳子自）绳子自由端移动多少？（由端移动多少？（2）人做功多）人做功多少？（少？（3）物体重力势能增加多）物体重力势能增加多少？（少？（4）若不计绳重和摩擦，）若不计绳重和摩擦，动滑轮重多少动滑轮重多少?哪些功是有用的？哪些功是有用的？哪些功是无用却有不得不做的？哪些功是无用却有不得不做的？机械效率机械效率有用功有用功W有有额外功额外功W外外=W有有W有有+W外外W有有W总总=练习：如右图所示，用滑轮组匀练习：如右图所示，用滑轮组匀速提起一个重为速提起一个重为350N的物体，的物体，物物体在体在10s内竖直上升了内竖直上升了lm，人拉，人拉绳的力为绳的力为250N。（。（1）绳子自由）绳子自由端移动多少？（端移动多少？（2）人做功人做功多少多少？（？（3）物体重力势能增加物体重力势能增加多少多少？（？（4）若不计）若不计绳重和摩擦，动绳重和摩擦，动滑轮重滑轮重多少多少?G物物hF拉拉s=100%使用下面的滑轮组，用拉力使用下面的滑轮组，用拉力F匀速拉动重为匀速拉动重为G的物的物体水平移动的距离为体水平移动的距离为L，有用功是多少？总功是多，有用功是多少？总功是多少？额外功是多少？少？额外功是多少？FGfGL本题使用滑轮组的目的是拉本题使用滑轮组的目的是拉动物体水平移动动物体水平移动L，所以机，所以机械克服物体与地面的摩擦力械克服物体与地面的摩擦力做功是有用功。做功是有用功。使用滑轮组拉动使用滑轮组拉动G，必须施加动力，必须施加动力F额外功总功有用功额外功总功有用功FnL-fL影响滑轮组机械效率大小的因素影响滑轮组机械效率大小的因素=W有有W总总G物物hF拉拉s=G物物h=s=nhF拉拉=（G物物+G动动）n1（G物物+G动动）nh1nG物物=G物物+G动动增大的方法：增加G物；减小G动、摩擦力、绳重等；总之尽量总之尽量减小减小额外功额外功无关：n、h、s、v 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?G解解:因为h=S=10cm=0.1m13W有=Gh=240 N0.1m=24JW总=FS=100 N0.3m=30J=100%=80%W有W总24J30JF2.用用一一动动滑滑轮轮将将重重200N的的砂砂子子提提到到9m高高的的脚脚手手架架上上，所所用用力力是是120N，求求有有用用功、总功机械效率各是多少？功、总功机械效率各是多少？解：解：3.某人用如图所示的滑轮某人用如图所示的滑轮组提升组提升2000牛的重物，使用的拉力是牛的重物，使用的拉力是800牛，绳子自由端被拉下牛，绳子自由端被拉下4米。米。（1）这个人做的总功是多少焦？）这个人做的总功是多少焦？（2）有用功是多少焦？）有用功是多少焦？（3）额外功是多少焦？）额外功是多少焦？（4）这个滑轮组的机械效率是多少？）这个滑轮组的机械效率是多少？FGFG轮轴与斜面轮轴与斜面水龙头（轮轴）水龙头（轮轴）自行车轮（轮轴）自行车轮（轮轴）简单的机械运动还包括轮轴与斜面，轮轴由一个轴和一个大简单的机械运动还包括轮轴与斜面，轮轴由一个轴和一个大轮组成，斜面是大家经常接触的，下面我们给出了常见的斜轮组成，斜面是大家经常接触的，下面我们给出了常见的斜面与轮轴的图例面与轮轴的图例1.井上的辘轳井上的辘轳从右边看过去，可画成下图从右边看过去，可画成下图:动力臂大于阻力臂动力臂大于阻力臂 省力杠杆。省力杠杆。F2 l1=Rl2=rO F1 F 1 R=F2 r下面是几种轮轴下面是几种轮轴2.汽车的方向盘汽车的方向盘从上边看下去，也可画成下图从上边看下去，也可画成下图:动力臂大于阻力臂动力臂大于阻力臂省力杠杆。省力杠杆。F2 l1=Rl2=rO F1 F 1 R=F2 r3.水龙头水龙头从上边看下去，也可画成下图从上边看下去，也可画成下图:动力臂大于阻力臂动力臂大于阻力臂省力杠杆。省力杠杆。F2 l1=Rl2=rO F1 轮轮轴：轴：是变形杠杆，动力作用在轮上可省力。是变形杠杆，动力作用在轮上可省力。F 1 R=F2 rrF1RF2rF1RF2船舵船舵 门的把手门的把手 单车的踏板单车的踏板 4.其他轮轴其他轮轴螺丝刀螺丝刀 手手摇摇钻钻自自行行车车把把脚脚蹬蹬轮轮盘盘套筒扳套筒扳门把手门把手大扳手大扳手水水笼笼头头如图所示，标出了轮半径和轴半径，物体如图所示，标出了轮半径和轴半径，物体的质量都相同，则最大拉力是的质量都相同，则最大拉力是_ F2斜面：省力、费距离斜面：省力、费距离斜面也是一种省力机械斜面也是一种省力机械其他斜面其他斜面1.某斜面长为S，高为h，有一重力为G的物体被拉力F沿斜面从底端匀速移至顶端。若物体所受阻力为f，则此时的有用功为_，总功为_，额外功为_，机械效率为_。GhFSf S2.斜面长斜面长5米米,高高1米米,将一个重将一个重100牛顿的物牛顿的物体匀速从斜面底端拉到顶端时体匀速从斜面底端拉到顶端时,拉力与斜面拉力与斜面平行平行,如果用拉力为如果用拉力为25牛顿牛顿.求求:(1)总功？（总功？（2）有用功？）有用功？（3）额外功）额外功(4)斜面的机械效率斜面的机械效率?F影响斜面机械效率的因素有两点影响斜面机械效率的因素有两点1、斜面的坡度、斜面的坡度2、斜面的光滑程度、斜面的光滑程度斜面的倾斜程度越大，机械效率越高斜面的倾斜程度越大，机械效率越高斜面的接触面越光滑，机械效率越高斜面的接触面越光滑，机械效率越高注：注：斜面的机械效率与物体的重力无关斜面的机械效率与物体的重力无关1图图为测量滑轮组机械效率的实为测量滑轮组机械效率的实验装置，钩码总重验装置，钩码总重6 N。（1）实验时要竖直向上）实验时要竖直向上_拉动弹簧测力计，由图可知拉力拉动弹簧测力计，由图可知拉力大小为大小为_N，若钩码上升的，若钩码上升的高高度度为为8cm,则则弹弹簧簧测测力力计计向向上上移移动动_cm,该该滑滑轮组的机械效率为轮组的机械效率为_。（2）若若仅仅增增加加钩钩码码的的个个数数，该该滑滑轮轮组组有有机机械械效效率率将将_（选选填填：“增增大大”、“减减小小”或或“不不变变”）缓慢缓慢2.42483.3%增大增大 练一练练一练2在在“测测滑滑轮轮组组机机械械效效率率”的的实实验验中中，用用同同一一滑滑轮轮组进行两次实验，实验数据如下表：组进行两次实验，实验数据如下表：此此实实验验所所用用滑滑轮轮的的个个数数至至少少是是_个个，其其中中动动滑滑轮有轮有_个。个。第第一一次次实实验验测测得得滑滑轮轮组组的的机机械械效效率率为为_，第第二二次次实实验验时时滑滑轮轮组组的的机机械械效效率率_第第一一次次的的机机械效率（选填械效率（选填“大于大于”、“小于小于”或或“等于等于”）次次数数钩码重钩码重/N钩码上升高钩码上升高度度/cm弹簧测力计弹簧测力计示数示数/N弹簧测力计移动弹簧测力计移动距离距离/cm12100.8402551.5203262.5%大于大于一些机械的效率：一些机械的效率：起重机的机械效率是起重机的机械效率是_滑轮组的机械效率是滑轮组的机械效率是_抽水机的效率是抽水机的效率是_405050706080课堂小堂小结有用功有用功总功总功额外功额外功机械效机械效率概念率概念机械效机械效率测定率测定1、判断题：、判断题：（1）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.（）（2）机械效率大的机械一定既省力又省功。（）机械效率大的机械一定既省力又省功。（）（3）机械效率越高，则机械做的有用功越多。（）机械效率越高，则机械做的有用功越多。（）（4）机械做的总功越少，机械效率也越低。（）机械做的总功越少，机械效率也越低。（）（5）在总功相同时，机械效率高的机械，有用功就越多。（）在总功相同时，机械效率高的机械，有用功就越多。（）（6）机械效率是有用功和额外功的总和。（）机械效率是有用功和额外功的总和。（）2.某同学用动力臂是阻力臂2倍的杠杆将重400N的三种石头抬高20cm,手向下压的力是220N,手下降的高度是_cm,人做的功是_J,有用功是_J,这根杠杆的机械效率是_.40888090.9%3.下列说法正确的是（）下列说法正确的是（）.机器效率越高越省力。机器效率越高越省力。.机械效率越高，机械的功率就越大。机械效率越高，机械的功率就越大。.机械效率越高，做有用功越多。机械效率越高，做有用功越多。.机械效率越高，有用功占的比例越多。机械效率越高，有用功占的比例越多。4.如图某人用水桶从井中提水，人做的有用如图某人用水桶从井中提水，人做的有用功功_，人做的额外功，人做的额外功_。对绳子做的功对绳子做的功对桶做的功对桶做的功对水做的功对水做的功5.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；6.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；7机械效率永远小于机械效率永远小于1,这是因为这是因为().A.动力总是小于有用阻力动力总是小于有用阻力 B.总功总是小于有用功总功总是小于有用功 C.总功小于机械克服所有阻力所做的功总功小于机械克服所有阻力所做的功 D.永远存在额外功永远存在额外功8下列有关机械率的说法中正确的是下列有关机械率的说法中正确的是().A.有用功一定时有用功一定时,额外功越小额外功越小,机械效率越高机械效率越高B.B.额外功一定时额外功一定时,有用功越大有用功越大,机械效率越高机械效率越高 C.C.机械越省力机械越省力,机械效率越高机械效率越高 D.D.不断革新技术不断革新技术,机械效率可以等于机械效率可以等于1 19 9用滑轮组提升重物用滑轮组提升重物,可以提高滑轮组机械效率可以提高滑轮组机械效率 的方法是的方法是().().A.A.改变绕绳方法改变绕绳方法 B.B.增加重物提升高度增加重物提升高度 C.C.减少重物提升高度减少重物提升高度 D.D.增加物重增加物重DDDDABAB10.滑轮重为滑轮重为20牛，物体都上升牛，物体都上升1米，甲、乙米，甲、乙机械效率那个大？机械效率那个大？500牛牛乙乙甲甲300牛牛甲甲11.11.一位同学用了一位同学用了6060牛的力，牛的力，将重为将重为100100牛的物体上升了牛的物体上升了3 3米，则该同学的机械效率是米，则该同学的机械效率是多少？多少？12.12.用如图所示滑轮组拉着一重为用如图所示滑轮组拉着一重为100100牛的物牛的物体体A A沿水平面做匀速运动，所用拉力沿水平面做匀速运动，所用拉力F F的大小的大小为为4040牛牛（1 1）不计轮和绳的重力以及摩擦，求：物）不计轮和绳的重力以及摩擦，求：物体体A A所受的摩擦力所受的摩擦力（2 2）若滑轮组的机械效率为）若滑轮组的机械效率为80%80%，求：物体，求：物体A A所受的摩擦力所受的摩擦力13.如图所示，用滑轮组拉着重600N的物体A沿水平方向匀速移动，在40S内移动了8m，拉力F做的总功为1280J。求:（1）求拉力F的大小（2）拉力F的功率；（2）若滑轮组的机械效率为95%，求动滑轮的重力（不计绳重及绳子与滑轮间的摩擦）。14.如图所示的滑轮组将重物匀速如图所示的滑轮组将重物匀速提高提高0.5米，人对绳的拉力是米，人对绳的拉力是600牛，已知物重牛，已知物重1000牛，求：牛，求：(1)绳的绳的自由端自由端被拉下的长度被拉下的长度(2)拉力做的拉力做的有用功有用功(3)拉力做的拉力做的总功总功(4)此滑轮组的此滑轮组的机械效率机械效率15.15.一台起重机将重一台起重机将重36003600N N的货物提高的货物提高4 4m m。如如果额外功是果额外功是96009600J J，起重机做的有用功是起重机做的有用功是多少？总功是多少？机械效率是多少？多少？总功是多少？机械效率是多少？