沪粤版九年级上册物理 11.3 如何提高机械效率 第1课时机械效率的理解 习题课件(共32张PPT)

(共32张PPT)
第十一章 机械功与机械能
11.3 如何提高机械效率
·上册·
第1课时 机械效率的理解
目录
01
知识梳理
02
课堂演练
03
课堂检测
课程要求 知道机械效率
探究实验 测算滑轮组的机械效率
课时重点 1.理解有用功、额外功和总功及机械效率的概念
2.掌握滑轮组的机械效率计算
课时难点 理解机械效率的概念
知识梳理
1. 在利用机械做功的过程中，把我们需要的、有价值的功称为________,用________表示；把无利用价值但不得不做的功称为________，用________表示；把动力对机械做的功称为________，用________表示。
2. 总功和有用功的关系是W总=______________，故W总________(填“>”“<”或“=”)W有用。
知识点1：有用功、额外功和总功
有用功
W有用
额外功
W额外
总功
W总
W有用+W额外
>
3. 在使用机械做功的过程中，物理学中，把有用功和总功的比值称为______________，用符号________来表示，所以η=
_________________。
知识点2：机械效率的概念
机械效率
η
4. 在利用滑轮组提升重物的过程中，有用功是克服物体的重力做的功，所以W有用=________,总功是作用在绳子末端的动力做
的功，所以W总=________,因而机械效率η=______________。
知识点3：滑轮组的机械效率
Gh
Fs
课堂演练
知识点1：有用功、额外功和总功
1. 用水桶提水，下列所述中属于有用功的是(　　)
A. 把桶中水提高做的功
B. 把桶提高做的功
C. 提整个桶做的功
D. 手对绳子拉力做的功
A
2. 升旗过程中，人对绳子拉力做的功是________，克服旗的重力做的功是________，克服摩擦力做的功是________。(均填“有用功”“额外功”或“总功”)
总功
有用功
额外功
3. 用如图11-3-1所示的滑轮组提升重物，回答下列问题。
（1）图中共有________段绳子承担物
体和动滑轮的总重。
（2）重物升高h，绳子自由端移动的距
离s=________。
（3）把重为G的物体匀速升高h，克服物
体的重力需要做的功是________（填写表
达式），这些功是________（填“有用功”
“额外功”或“总功”）。
2
2h
Gh
有用功
（4）拉力F做的功为________（填写表达式），这些功是________（填“有用功”“额外功”或“总功”）。
Fs
总功
思路点拨：
人利用机械做功是有目的性的，根据人做功的目的将功分为有用功和额外功。
易错辨析：
由于人做功的目的不同，一定情景下的有用功可能是另一种情景下的额外功。
知识点2：机械效率的概念
4. 下列关于机械效率的说法正确的是(　　)
A. 机械效率高的机械做功就多
B. 机械效率高的机械做功就快
C. 总功小的机械机械效率高
D. 总功一定时，额外功小的机械效率高
D
5. 一个滑轮组经改进后提高了机械效率，现用它把同一个物体提升相同的高度，则改进后与改进前相比(　　)
A. 有用功减少，总功减少了
B. 总功减少，额外功增加了
C. 有用功不变，额外功减少了
D. 总功、有用功、额外功均减少了
C
6. 用一个动滑轮提升重物时，做的额外功为240 J，若滑轮的机械效率是60%，则做的有用功为(　　)
A. 600 J B. 400 J
C. 360 J D. 160 J
C
7. 电工师傅用移动式升降机抢修一条动力外线，已知升降机的箱篮重900 N，用升降机将重600 N的王师傅匀速提升8 m，升降机做的有用功为________J，升降机做的总功为________J，升降机的机械效率是________。(伸缩杆和所携带的工具质量不计)
4 800
12 000
40%
思路点拨：
机械效率表示机械做功的效率，即所做的总功中有多大比例的有用功。机械效率越大，有用功跟总功的比值越大。由于总存在额外功，导致有用功总小于总功，所以机械效率总小于1。
关联整合：
功、功率和机械效率三个概念的异同点如下：
概念 意义 定义 公式 单位 相关公式
功W 力的“成效”，即做功的多少 物理学中规定，作用在物体上的力，使物体在力的方向上移动一段距离，就说这个力对物体做了功 W=Fs 焦耳（J） W=Pt
续表
概念 意义 定义 公式 单位 相关公式
功率P 力做功的快慢 力做的功与所用时间的比值 P= 瓦特(W) P=Fv
机械效率η 力做功的效率 有用功与总功的比值 η= ×100% 无单位 W总=W有用+W额外
知识点3：滑轮组的机械效率
8.小明用滑轮组来提升钩码，如图11-3-2甲、乙、丙所示。小明匀速拉动弹簧测力计时，弹簧测力计的示数如图11-3-2丁所示。该滑轮组做的有用功为________，总功为________。该滑轮组的机械效率为________。
0.2 J
0.24 J
83.3%
9. 如图11-3-3所示的装置，工人用250 N的力将重为400 N的物体匀速提升2 m，下列计算结果正确的是(　　)
A. 有用功是500 J
B. 总功是800 J
C. 机械效率为80%
D. 机械效率为62.5%
C
10. 如图11-3-4所示，用滑轮组提起重900 N的物体，绳子自由端拉力F为400 N，重物在20 s内匀速上升了10 m。求：
（1）物体上升的速度。
（2）提起物体所做的有用功。
（3）滑轮组的机械效率。
（4）拉力做功的功率。
答案：(1)0.5 m/s(2)9 000 J
(3)75%（4）600 W
思路点拨：
对于竖直放置的滑轮组有
（1）有用功公式：W有用＝Gh（提升重物）=W总－W额外=ηW总。
（2）额外功公式：W额外=W总－W有用=G动h。（忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组）
（3）总功公式：W总=W有用＋W额外=Fs=
易错辨析：
对于水平放置的滑轮组在拉动物体的过程中，物体的重力没有做功.此时的有用功是克服物体所受的摩擦力做的功W有用＝fs。
课堂检测
1. （3分）做值日时，小阳将一桶水从一楼提到二楼。此过程中，关于做功的说法正确的是(　　)
A. 对桶做的功是有用功
B. 对桶做的功为额外功
C. 对水做的功是额外功
D. 克服自身重力做的功是总功
B
2. （3分）简单机械的机械效率高是指(　　)
A. 有用功多 B. 额外功少
C. 总功多 D. 额外功在总功中占的比例小
D
3. （3分）下列关于功率和机械效率的说法正确的是(　　)
A. 功率大的机械的机械效率高
B. 功率小的机械的机械效率高
C. 功率大的机械可能机械效率低
D. 机械效率可以大于1
C
4. （3分）如图11-3-5所示，剪刀剪纸的机械效率为80%，这表示(　　)
A. 若作用在剪刀的动力是1 N，则阻力
是0.8 N
B. 若作用在剪刀的阻力是1 N，则动力
是0.8 N
C. 若作用在剪刀的动力做功1 J，则有0.2 J的功用于剪纸
D. 若作用在剪刀的动力做功1 J，则有0.8 J的功用于剪纸
D
5. (3分)如图11-3-6所示，用滑轮组提升重物时，重800 N的物体在10 s内匀速上升了1 m。已知拉绳子的力F为500 N，在提升重物的过程中，下列说法正确的是(　　)
A. 绳子自由端被拉下3 m
B. 拉力F做的功是800 J
C. 拉力F做功的功率是100 W
D. 滑轮组的机械效率是53.3%
C
6. （6分）质量为0.5 kg的塑料桶装满水后总质量为10 kg，小明将其从地面匀速搬到高度为1 m的桌面上，在竖直向上搬水的过程中所做的总功是________J，有用功是________J，机械效率是________。(g取10 N/kg)
100
95
95%
7. （9分）如图11-3-7所示，搬运工人用滑轮组将重为540 N的重物匀速提升2 m，所用时间为20 s，拉力为200 N，不计绳与滑轮间的摩擦。求：拉力的功率和滑轮组的机械效率。
解：W总=Fs=Fnh=200 N×3×2 m=1 200 J，
P= =60 W。
W有用=Gh=540 N×2 m=1 080 J，
η= ×100%=90%。
答：拉力的功率为60 W，滑轮组的机械效率为90%。