11.3 如何提高机械效率 课件2022_2023学年沪粤版九年级物理上册(共21张PPT)

(共21张PPT)
11.3　如何提高机械效率
第十一章　机械功与机械能
1.复述做功的两个必要因素，阐明功、功率的概念及单位，会利用它们的公式解决实际问题。
2.知道什么是机械效率以及它的影响因素。
3.重点:功、功率和机械效率的相关计算。
4.能解释一些有关动能、重力势能、弹性势能之间相互转化的简单物理现象。
1.功、功率、机械效率。
功 功率 机械效率
定义 力与在力的方向上移动的距离的乘积 单位时间内完成的功 有用功与总功的比值
物理 意义 表示力的作用成效 表示做 功的快慢 表示机械
做功的效率
力与在力的方向上移
动的距离的乘积
单位时间内完
成的功
有用功与总功的
比值
表示做
功的快慢
功 功率 机械效率
单位 焦耳(J) 瓦(W) 比值，无单位
公式 W＝Fs P＝ η＝×100%
说明 机械做功多，其功率不一定大，机械效率也不一定高，功率和机械效率没有必然联系
焦耳(J)
瓦(W)
W＝Fs
P＝
η＝×100%
(续表)
2.测量滑轮组的机械效率。
原理 η＝＝
测量工具 刻度尺、弹簧测力计
注意事项 必须　匀速　拉动弹簧测力计以保证测力计示数大小不变
影响因素 ①动滑轮重力；②摩擦力
η＝＝
刻度尺、弹簧测力计
匀速　
①动滑轮重力；②摩擦力
3.动能和势能。
定义 影响因素
动能 物体由于运动而具有的能 物体的质量、运动的速度
势能 重力势能 物体由于被举高而具有的能 物体的质量、被举高的高度
弹性势能 物体由于发生弹性形变而具有的能 物体弹性形变的大小
物体由于运动而具有的能
物体的质量、运动
的速度
物体由于被举高而具有的能
物体的质量、被举
高的高度
物体由于发生弹性形变而具有
的能
物体弹性形变的大
小
4.物体动能和重力势能间的转化规律。
条件 运动情况 动能 重力势能 转化方向
质量一定 加速下降 增大 减小 重力势能转化为动能
减速上升 减小 增大 动能转化为重力势能
增大
减小
重力势能转化为动能
减小
增大
动能转化为重力势能
5.机械功原理:使用任何机械都不能　省功　。
机械能守恒:没有摩擦等阻力做功时，在动能和势能的相互转化中，机械能是　不变的　。
省功　
不变的　
动能与势能
1.下列现象中物体动能和重力势能都在发生变化的是(　D　)
A.水平轨道上正在进站的列车
B.站在观光电梯上匀速下降的游客
C.站在商场自动扶梯上匀速上升的顾客
D.体育考试时，抛出的实心球从高处下落
D
2.小明为了探究动能的大小与哪些因素有关，他设计了如图甲、乙所示的实验。
(1)要探究动能与物体运动速度的关系应选用　甲　图，选择的理由是　质量相同，高度不同，速度不同　。
甲　
质量相同，高度不同，速度不同　
(2)乙图中让不同质量的两个小球从同一高度滚下的目的是　使小球到达斜面底端与纸盒相撞时的速度相同　。
使
小球到达斜面底端与纸盒相撞时的速度相同　
(3)甲、乙两组实验可以得出的结论是　质量相同的物体，运动速度越大，动能越大；运动速度相同的物体，质量越大，动能越大　。
质量相同的物体，运动
速度越大，动能越大；运动速度相同的物体，质量越大，动能
越大　
机械功与机械效率
3.某同学测量滑轮组的机械效率时，先用弹簧测力计测出物重G；然后按如图所示的装置组装好器材，拉动弹簧测力计使物体匀速上升；用刻度尺分别测出物体上升的高度h和绳端移动的距离s，在物体静止时读出拉力的大小F；最后根据
公式η＝×100%算出滑轮组的机械效率。
(1)以上操作过程存在一处错误，该错误是:　在物体静止时读出拉力的大小F　。正确的操作方法是:　在匀速拉动物体时读出拉力的大小F　。
(2)为了提高滑轮组提升物体时的机械效率，请提出两条措施。
①　减小动滑轮和绳的自重，减小轮和轴间的摩擦　；
②　在绳能承受的拉力范围内增大物体的重力　。
在物体静止时读
出拉力的大小F　
在匀速拉动物体时读
出拉力的大小F　
减小动滑轮和绳的自重，减小轮和轴间的摩擦　
在绳能承受的拉力范围内增大物体的重力　
4.张强同学利用如图甲所示的滑轮组将货物运送到楼上，图中每个滑轮等重，不计绳子重及摩擦。如果所送货物重G从200 N开始逐渐增加，直到绳子被拉断。每次均匀速拉动绳子，且提升同样的高度。图乙记录了在整个过程中滑轮组的机械效率随货物的重力的增加而变化的图像。请根据有关信息完成以下问题:
(1)每个滑轮的重力为多大？
(2)绳子能承受的最大拉力是多少？
(3)当绳子的拉力最大时，滑轮组的机械效率是多少？
解　(1)由乙图可知:当G＝200 N时，η＝50%
η＝＝＝＝
即:50%＝
解得G动＝100 N。
(2)由乙图可知:当G'＝1600 N时，绳子刚好被拉断，则绳子能承受的最大拉力
F大＝(G'＋2G动)＝(1600 N＋200 N)＝450 N。
(3)当绳子的拉力最大时，滑轮组的机械效率是
η＝＝＝＝88.9%。
某海港工人常用如图所示的滑轮组移动货物(已知图甲、图乙两滑轮组虚线框部分完全相同)。现用图甲滑轮组拉着重4000 N的集装箱，沿水平方向匀速运动40 m，用时80 s，钢绳自由端的拉力F做的功为16000 J，此时该滑轮组的机械效率为75%(不计绳重及滑轮摩擦)。求:
(1)绳自由端移动的速度；
(2)集装箱受到的摩擦力；
(3)若由图甲所示的水平拉动，改为如图乙所示的竖直拉动，机械效率将如何变化？为什么？(请简要说明，不需要计算)
解　(1)箱子运动的速度v＝＝0.5 m/s
则绳自由端的速度v'＝2v＝2×0.5 m/s＝1 m/s
(2)W有＝W总η＝16000 J×75%＝12000 J
f＝＝＝300 N
所以箱子受到的摩擦力为300 N
(3)若绳子自由端移动距离不变，W总＝W有＋W额，其中W额不变，W有增大，
η＝＝＝，变小，所以机械效率变大。
单元实践作业
讨论滑滑梯过程中能量转化的情况。