(共20张PPT)
第4节 机械效率
第十一章 机械与功
情境引入
把重100N的沙子运上三楼,你会采用哪种方法?
1.有用功和额外功
有用功 :为了达到目的而做的功
额外功 :人们不需要但又不得不做的功
总功 :有用功与额外功的总和,即
W总=W有用+W额
一个人用水桶从井里打水,有用功是什么?额外功是什么?
若桶掉到水中,把装满水的桶捞起来,则有用功又是什么?额外功又是什么?
对水做的功为有用功,对桶做的功为额外功。
对桶做的功为有用功,对水做的功为额外功。
2
4
对沙子做功
对桶做功
对滑轮做功
对沙子做功
对口袋做功
对滑轮做功
600J
600J
780J
690J
(W有用)
(W有用)
180J
(W额)
90J
(W额)
1
对沙子做功
对桶做功
克服重力做功
600J
3120J
(W有用)
2520J
(W额)
120J
2400J
120J
60J
30J
60J
你能算出刚才三种办法中有用功在总功中占的百分比吗?
2.机械效率
因为机械效率是两个功的比值,因此没有单位。
1.定义:有用功跟总功的比值叫机械效率。
2.表达式:
η=
W有用
W总
×100%
活动:计算机械效率
η1=
600J
W总1
×100%
≈
η2=
600J
W总2
×100%
≈
η4=
600J
W总4
×100%
≈
在图中1、2、4三种不同做功方式中,我们已经计算出了有用功、额外功和总功。求三种不同方式的机械效率。
=3120J、
(W总1
=780J、
W总2
=690J)
W总4
19%
77%
87%
没有!因为有用功总小于总功,所以机械效率总小于1。
1.有没有机械效率为100%的机械?为什么?
2.怎样才能提高机械效率?
减少额外功
改进结构,使其合理、轻巧
经常保养、定时润滑
滑轮组:50%~70%
起重机:40%~50%
一些机械的机械效率
抽水机:60%~80%
柴油机:28%~40%
实验探究:测量滑轮组的机械效率
讨论:
为得出滑轮组的机械效率,需要求出有用功和总功,为此需要测出哪些物理量?每个量怎样测量?
刻度尺、钩码、弹簧测力计、滑轮组两个、铁架台、长约2m的细绳
实验器材:
实验装置
使用弹簧测力计时首先要做的是什么呢?
用弹簧测力计测钩码的重力
钩码上升的高度(h)
细绳自由端通过的距离(s)
匀速拉动弹簧测力计使钩码升高到某一位置处,从弹簧测力计上读出拉力F的数值。
实验步骤:
1、照图,把滑轮组和刻度尺安装好,从刻度尺读出钩 码和弹簧测力计的位置;测出钩码G的值,并记录表中。
2、匀速竖直拉动弹簧测力计,使钩码G上升,读出弹簧测力计所示拉力F的值,从刻度尺读出钩码升高的距离h和弹簧测力计移动的距离s,记录数据在表格中。
3、分别算出有用功、总功和机械效率。记录结果。
5、比较两次两种滑轮组有什么不同?机械效率的差异与什么有关?
4、再安装另一个滑轮组,进行数据记录。
1、原理:
2、测量的物理量: ①物重G ②物体上升高度h
③拉力F ④拉力移动的距离s
3、测量过程中注意:应在竖直方向上匀速拉动
4、讨论η:
a 、其他不变,若绕绳方向变化,则η不变;
b 、物重不变,若动滑轮个数增加,则η减小;
c 、装置不变,若物重增加,则η增加。
η=
W有用
W总
×100%
实验总结:
课堂小结
1.有用功和额外功
2.机械效率:
定义:有用功跟总功的比值叫机械效率。
表达式:
η=
W有用
W总
×100%
有用功W有用 :为了达到目的而做的功
额外功W额 :人们不需要但又不得不做的功
总功W总 :有用功与额外功的总和,即 W总=W有+W额
随堂训练
1、某装置的机械效率是75%,这说明使用这一装置做功( )
A.总功是额外功的3倍
B.有用功是额外功的3倍
C.总功是有用功的3倍
D.额外功占总功的3/4
B
2、为了提高滑轮组的机械效率,以下做法中正确的是( )
A.以较快的速度匀速提升重物
B.以较慢的速度匀速提升重物
C.增加承担物重的绳子股数
D.把滑轮做得更轻巧,减小滑轮在转动过程中的摩擦
D
解:
3、用一动滑轮将重200N的重物提到9m高,所用力是120N,求有用功、总功机械效率各是多少?