(共15张PPT)
12.3 机械效率(第一课时)
1.知道有用功、总功、额外功及它们之间的关系。
2.知道机械效率的概念、公式,会计算简单机械的机械效率。
学习目标
1. 对人们有用的功 叫有用功; 并非我们需要但又不得不做的功 叫额外功; 有用功和额外功的总和 叫总功。
2.使用任何机械都不可避免地要做 额外功 。小明把一桶水从一楼提到三楼,提 水 所做的功是有用功;提 桶 所做的功是额外功。
3.有用功跟总功的比值叫做 机械效率 ,用符号 η 表示。
4.有用功500 J,总功600 J,则额外功是 100 J ,机械效率是
83.33% 。
新知一 有用功和额外功
●阅读课本P85~86有用功和额外功的内容,认识有用功、总功、额外功及它们之间的关系。
1.提出问题:使用动滑轮是否省功
2.进行实验。(略)
(1)不使用动滑轮直接把重物提升0.1 m,拉力等于 N(见课本P85图12.3-1甲),做功 J。
(2)使用动滑轮把重物提升0.1 m,拉力等于 N(见课本P85图12.3-1乙),做功 J。
3.小组讨论:
甲和乙拉物体做的功相等吗 哪一个做的功多一些 原因是什么
(略)
4.实验总结:
用滑轮组提升重物时,W有= Gh ,W总= Fs 。
总功、有用功、额外功之间的关系: W总=W有+W额 。
新知二 机械效率
●阅读课本P86机械效率的内容,知道机械效率的概念、公式,并完成下列问题。
1. 有用功跟总功的比值 叫做机械效率。其计算公式是
η= ×100% 。任何机械的机械效率总 小于 (选填“大
于”“小于”或“等于”)100%。
2.图12.3-1中的人利用了三种方法,把重100 N的沙子运上三楼。其
中,人重400 N、沙桶重20 N、口袋重5 N、动滑轮重10 N(绳重、摩擦不计)。
图12.3-1
(1)方法①中,人直接提着沙桶上楼,需要做的有用功是 600 J,额外功是 2 520 J,总功是 3 120 J,机械效率是 19.23% 。
(2)方法②中,用动滑轮把沙桶提上楼,需要做的有用功是 600 J,额外功是 180 J,总功是 780 J,机械效率是 76.92% 。
(3)方法③中,若将沙桶改用口袋,需要做的有用功是 600 J,额外功是 90 J,总功是 690 J,机械效率是 86.96% 。
(4)分析:通过计算,发现三种方法所做的有用功相同,方法 ③ 额外功最小,机械效率最 大 。可见,做有用功相同时,减小额外功能提高机械效率。
知识点 机械效率
1. 小红用铁桶从井中打水;小军把不小心掉进井中的铁桶打捞上来。在这两个情形中水桶中都有水。那么下列分析中正确的是( D )
A.两个情形中,两人对水做的功都是有用功
B.两个情形中,两人对水做的功都是总功
C.两个情形中,两人对水做的功都是额外功
D.小红对水做的功是有用功,小军对水做的功是额外功
2.分别用杠杆、动滑轮和滑轮组将同一个物体举起相同的高度,做的有用功( D )
A.杠杆最多 B.动滑轮最多 C.滑轮组最多 D.一样多
3.下列叙述中能够提高机械效率的是( B )
A.增加有用功 B.减少机械间的摩擦力
C.减少总功 D.使用更省力的机械
4. 下列关于功、功率、机械效率的说法正确的是( D )
A.有用功越多,机械效率越高
B.功率越大的机械,机械效率越高
C.机械效率越高的机械,功率越大
D.做相同的总功,额外功越少,机械效率越高
5.(2021·陕西省)如图12.3-2所示,工人师傅用沿斜面向上1 000 N的推力。将重为2 000 N的物体从斜面底端匀速推至斜面顶端。已知斜面长4 m、高1.5 m,则此过程中的有用功为 3×103 J ,斜面的机械效率为 75% 。使用斜面可以 省力 (选填“省力”或“省功”)。
图12.3-2
6.(2021·泰安市)如图12.3-3所示,甲工人用水平推力F甲推动重为750 N的货物,在水平路面上匀速移动2 m至仓库门口A处,用时10 s,此过程中甲工人做功的功率P甲=30 W;乙工人接着使用滑轮组拉动该货物在同样的路面上匀速移动3 m到达指定位置B,拉力F乙为80 N。求:
(1)甲工人做的功。
(2)该滑轮组的机械效率。
图12.3-3
解:(1)甲工人做的功
W甲=P甲t=30 W×10 s=300 J
(2)货物与地面的摩擦力
滑轮组对货物的拉力F牵=f=150 N
滑轮组的机械效率
答:(略)
7.(2020·深圳市)如图12.3-4所示,斜面长s=8 m,高h=3 m。用平行于斜面F=50 N的拉力,将重力为G=100 N的物体,由斜面的底端匀速拉到顶端,用时t=10 s。求:
(1)有用功W有。
(2)拉力做功的功率P。
(3)物体受到的摩擦力f。
(4)该斜面的机械效率η。
图12.3-4
解:(1)W有用=Gh=100 N×3 m=300 J
(2)W总=Fs=50 N×8 m=400 J
答:(略)