如何提高机械效率-新版(课堂PPT).ppt

11.3 11.3 如何提高机械效率如何提高机械效率1机械功原理告诉机械功原理告诉我们，使用任何机械我们，使用任何机械都不能省功。不仅如都不能省功。不仅如此，人们还发现，使此，人们还发现，使用机械时，对机械所用机械时，对机械所做的功，并不都是有做的功，并不都是有用的，还有一些是不用的，还有一些是不得不做的额外的功。得不做的额外的功。2一、什么是有用功与额外功一、什么是有用功与额外功3GF1.使用滑轮组做功的目的是什么？使用滑轮组做功的目的是什么？2.使用机械做功的过程中动力对哪使用机械做功的过程中动力对哪些物体做了功？些物体做了功？3.哪些功起到了积极作用，即达到哪些功起到了积极作用，即达到了我们做功的目的了我们做功的目的为了提升重物（为了提升重物（G）a.动力通过机械提升了重物。动力通过机械提升了重物。对重物做了功对重物做了功b.动滑轮随重物一起上升也提升了动滑轮动滑轮随重物一起上升也提升了动滑轮.对动滑轮做了功对动滑轮做了功c.动力克服了滑轮之间的摩擦做了功动力克服了滑轮之间的摩擦做了功a.对重物做的功。对重物做的功。有用功有用功：满足我们做功的目的，对我们满足我们做功的目的，对我们 有价值的功有价值的功.计作：W有用 W有用=G.h4GF使用机械做功的过程中动力对哪些使用机械做功的过程中动力对哪些物体做了功？物体做了功？a.动力通过机械提升了重物。动力通过机械提升了重物。对重物做了功对重物做了功b.动滑轮随重物一起上升也提升了动滑轮动滑轮随重物一起上升也提升了动滑轮.对动滑轮做了功对动滑轮做了功c.动力克服了滑轮之间的摩擦做了功动力克服了滑轮之间的摩擦做了功4.哪些功对我们没有价值，但又不哪些功对我们没有价值，但又不得不做的功得不做的功b.动滑轮随重物一起上升也提升了动滑轮动滑轮随重物一起上升也提升了动滑轮.对动滑轮做的功对动滑轮做的功c.动力克服了滑轮之间的摩擦做了功动力克服了滑轮之间的摩擦做了功额外功额外功：对我们既无利用价值而对我们既无利用价值而又不得不做的功又不得不做的功计作：W额外5机械的三种功机械的三种功机械的三种功机械的三种功GF克服本滑轮克服本滑轮重力和摩擦重力和摩擦而额外做功而额外做功W额额W有用有用+Wf。有用功有用功W有用有用=Gh动力动力F对滑轮对滑轮做功，是做功，是总功总功W总总=F.S三功的关系三功的关系6挖掘机在挖土过程挖掘机在挖土过程中动力对哪些物体中动力对哪些物体做了功？做了功？哪些是有用功哪些是有用功?哪些是额外哪些是额外功功想想 想想 议议 议议 17 判断下面事例中哪部分是有用功，判断下面事例中哪部分是有用功，哪部分是额外功？哪部分是额外功？1 1。用水桶从井中提水的时候。用水桶从井中提水的时候。2 2。如果桶掉入井里，从井中捞桶。如果桶掉入井里，从井中捞桶的时候，捞起来的桶里带了一些的时候，捞起来的桶里带了一些水。水。想想 想想 议议 议议 28机械机械功功F钩钩码码沙沙F木箱木箱目的目的W有用有用W总总W额外额外提钩码提钩码提沙提沙提木箱提木箱G码码hG沙沙hG箱箱hFsFsFL的原因的原因克服杠杆克服杠杆重和摩擦重和摩擦克服动滑克服动滑轮重、桶轮重、桶重和摩擦重和摩擦克服摩擦克服摩擦fL从表中你发现从表中你发现W有用有用和和W总总的计算有什么规律？的计算有什么规律？想想 想想 议议 议议 39机械效率机械效率机械效率机械效率我们总希望，有用功占总功中的份额越大越好1、定义：有用功跟总功的比值，叫做机械效率。2.公式 100%100%有用总有用有用有用额外有用额外 3.单位4.讨论：为什么 1110起重机起重机的机械效率是的机械效率是的机械效率是的机械效率是60%60%它表示什么意思？它表示什么意思？它表示什么意思？它表示什么意思？使用起重机提升重物时所做的有用功跟总功的比值使用起重机提升重物时所做的有用功跟总功的比值使用起重机提升重物时所做的有用功跟总功的比值使用起重机提升重物时所做的有用功跟总功的比值是是是是60%60%60%60%，也可以说有用功在总功中占有，也可以说有用功在总功中占有，也可以说有用功在总功中占有，也可以说有用功在总功中占有60%60%60%60%，另外的，另外的，另外的，另外的40404040是额外功是额外功是额外功是额外功111 1、关于机械效率，以下说法正确的、关于机械效率，以下说法正确的是：是：()()D D、有用功越多，机械效率越高。、有用功越多，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；B B、单位时间里做功越多的机械，机、单位时间里做功越多的机械，机械效率越高；械效率越高；A A、机械效率总小于、机械效率总小于1 1；知识应用知识应用A122 2、某机械的机械效率是、某机械的机械效率是75%75%，这，这说明：说明：()()D D、额外功占总功的、额外功占总功的3/43/4。C C、总功是有用功的、总功是有用功的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；A A、总功是额外功的、总功是额外功的3 3倍；倍；B13精选例题精选例题精选例题精选例题3 3、使用下面的滑轮组，用拉力、使用下面的滑轮组，用拉力、使用下面的滑轮组，用拉力、使用下面的滑轮组，用拉力F F匀速拉动重物水平移动的距离为匀速拉动重物水平移动的距离为匀速拉动重物水平移动的距离为匀速拉动重物水平移动的距离为L L，有用功是多少？机械效率等于什么？，有用功是多少？机械效率等于什么？，有用功是多少？机械效率等于什么？，有用功是多少？机械效率等于什么？F FGGf fGGL L本题使用滑轮组的任务目的是拉本题使用滑轮组的任务目的是拉本题使用滑轮组的任务目的是拉本题使用滑轮组的任务目的是拉动动动动GG水平移动水平移动水平移动水平移动L L，所以机械克服，所以机械克服，所以机械克服，所以机械克服GG和地面的摩擦力做功是有用功。和地面的摩擦力做功是有用功。和地面的摩擦力做功是有用功。和地面的摩擦力做功是有用功。使用滑轮组拉动使用滑轮组拉动使用滑轮组拉动使用滑轮组拉动GG，必须施加动力，必须施加动力，必须施加动力，必须施加动力F F根据机械效率的定义根据机械效率的定义根据机械效率的定义根据机械效率的定义14精选例题精选例题精选例题精选例题 4 4、例：某人用如图所示的滑轮组提升、例：某人用如图所示的滑轮组提升、例：某人用如图所示的滑轮组提升、例：某人用如图所示的滑轮组提升20002000牛的重物，扬用牛的重物，扬用牛的重物，扬用牛的重物，扬用的拉力是的拉力是的拉力是的拉力是800800牛，绳子自由端被拉下牛，绳子自由端被拉下牛，绳子自由端被拉下牛，绳子自由端被拉下4 4米。（米。（米。（米。（1 1）这个人做的总）这个人做的总）这个人做的总）这个人做的总功是多少焦？（功是多少焦？（功是多少焦？（功是多少焦？（2 2）有用功是多少焦？（）有用功是多少焦？（）有用功是多少焦？（）有用功是多少焦？（3 3）额外功是多少焦？）额外功是多少焦？）额外功是多少焦？）额外功是多少焦？（4 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？）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？解题示范：解题示范：解题示范：解题示范：已知：已知：已知：已知：G=2000G=2000牛牛牛牛 F=800F=800米米米米 S=4S=4米米米米 n=4n=4求：求：求：求：答：（略）答：（略）答：（略）答：（略）F FGG15思考问题思考问题思考问题思考问题1 1、例题中总功、有用功、额外功中哪些功一点都不能省？、例题中总功、有用功、额外功中哪些功一点都不能省？、例题中总功、有用功、额外功中哪些功一点都不能省？、例题中总功、有用功、额外功中哪些功一点都不能省？2 2、哪些功可以省一些？、哪些功可以省一些？、哪些功可以省一些？、哪些功可以省一些？3 3、这、这、这、这“省功省功省功省功”与前面所说的与前面所说的与前面所说的与前面所说的“使用任何机械都不能省功使用任何机械都不能省功使用任何机械都不能省功使用任何机械都不能省功”是否矛是否矛是否矛是否矛盾？为什么？盾？为什么？盾？为什么？盾？为什么？（有用功一点不能省，否则达不到目的。）（有用功一点不能省，否则达不到目的。）（有用功一点不能省，否则达不到目的。）（有用功一点不能省，否则达不到目的。）额外功可以想办法省一些，如减轻动滑轮重力减少动滑轮个数，额外功可以想办法省一些，如减轻动滑轮重力减少动滑轮个数，额外功可以想办法省一些，如减轻动滑轮重力减少动滑轮个数，额外功可以想办法省一些，如减轻动滑轮重力减少动滑轮个数，其额外功可以省一些，有用功不能省，而总功其额外功可以省一些，有用功不能省，而总功其额外功可以省一些，有用功不能省，而总功其额外功可以省一些，有用功不能省，而总功=有用功有用功有用功有用功+额外功，额外功，额外功，额外功，这样总功也就可省一些。这样总功也就可省一些。这样总功也就可省一些。这样总功也就可省一些。不矛盾。因为动力对滑轮组做的功，还是等于滑轮组克服重不矛盾。因为动力对滑轮组做的功，还是等于滑轮组克服重不矛盾。因为动力对滑轮组做的功，还是等于滑轮组克服重不矛盾。因为动力对滑轮组做的功，还是等于滑轮组克服重物的重力和本身重力及摩擦所做的功，仍然是：总功物的重力和本身重力及摩擦所做的功，仍然是：总功物的重力和本身重力及摩擦所做的功，仍然是：总功物的重力和本身重力及摩擦所做的功，仍然是：总功=有用功有用功有用功有用功+额外功。额外功。额外功。额外功。16下列装置中额外功的来源在哪？下列装置中额外功的来源在哪？17使用机械做功时，使用机械做功时，（1）机械自身重）机械自身重（2)摩擦的存在摩擦的存在额外功不可避免额外功不可避免18探 讨如何提高机械效率?19活动活动2：测算滑轮组的机械效率：测算滑轮组的机械效率一、实验原理：一、实验原理：二、测量的物理量：二、测量的物理量：物物重重G、物物体体升升高高的的距距离离h、弹弹簧簧测测力力计计的的拉拉力力F、绳自由端移动的距离、绳自由端移动的距离s三、实验器材：三、实验器材：弹弹簧簧测测力力计计、钩钩码码、细细绳绳、铁铁架架台台、刻刻度度尺尺、滑轮组（一定一动、二定二动）滑轮组（一定一动、二定二动）20活动2：测算滑轮组的机械效率21使用弹簧测力计时首先要做使用弹簧测力计时首先要做的是什么呢？的是什么呢？校零方法校零方法：本实验弹簧测力计向下拉本实验弹簧测力计向下拉动测力，校零应在向下方向上校零，动测力，校零应在向下方向上校零，如图如图1。若弹簧测力计竖直向上拉动若弹簧测力计竖直向上拉动测力，应在竖直向上方向校零，如图测力，应在竖直向上方向校零，如图2。也就是说弹簧测力计在也就是说弹簧测力计在什么方向什么方向上测力时，就应在什么方向上校零上测力时，就应在什么方向上校零。校零校零如图如图1 1如图如图2 222（1）如如何何拉拉动动：竖竖直直向向上上(或或向向下下）匀匀速速拉拉动动。（原原因因：匀匀速速直直线线拉拉绳绳，使使绳绳受受到到一一对对平平衡衡力力作作用用，拉拉力力等等于于弹弹簧簧测测力力计计的的示示数数。注意：会证明划线部分）注意：会证明划线部分）（2）如如何何读读测测力力计计的的示示数数：在在匀匀速速拉拉动动过过程程中中读读出出测测力力计计的的示示数数。（原原因因：如如果果静静止止时时读读数数，绳绳与与滑滑轮轮间间的的摩摩擦擦力力为为0N，额额外外功功减减小小了了，机机械械效率就会增大了效率就会增大了）测量拉测量拉力的注意事项力的注意事项23（3）拉拉动动弹弹簧簧测测力力计计时时应应注注意意：如如果果向向上上拉拉动动时时应应竖竖直直向向上上。（特特别别注注意意：若若斜斜向向上上匀匀速速拉拉动动，由由于于物物重重不不变变，但但会会增增大大拉拉力力，有有用用功功不不变变时时，增增大大了了总总功功，机机械械效效率率会会偏偏小小。）如如果果向向下下拉拉动动时时就就没没有有这这个个要要求求。（向向上上拉拉时时，最最后后一一股股绳绳与与动动滑滑轮轮接接触触，只只有有竖竖直直向向上上拉拉动动能能省省一一半半力力，向向下下拉拉时时，最最后后一一股股绳绳与与定定滑滑轮轮接接触触，方方向没有影响。）向没有影响。）24测量测量h h和和s s：（1 1）如何测量如何测量：h=hh=h2 2-h-h1 1 s=s s=s2 2-s-s1 1（2 2）如果没有刻度尺，能否测出）如果没有刻度尺，能否测出？（能测出，但要知道（能测出，但要知道n n 根据根据 即即可）可）25实验结论：提高机械效率的方法：实验结论：提高机械效率的方法：（1）同同一一滑滑轮轮组组，增增大大所所提提物物重重，可可以以提提高高机机械效率；械效率；（2）不不同同滑滑轮轮组组，当当提提起起相相同同重重物物时时，减减轻轻机机械自重和减小机械摩擦械自重和减小机械摩擦，可以提高机械效率。，可以提高机械效率。26如 何 提 高 机 械 效 率 1、减小机械自重、减小机械自重例如：动滑轮太重，换用较例如：动滑轮太重，换用较轻滑轮就可提高其机械效率。轻滑轮就可提高其机械效率。2 2、减小机械间的摩擦力。、减小机械间的摩擦力。27生活因学习充实！生活因学习充实！28