粤沪版物理九年级上册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28张PPT)

(共28张PPT)
第十一章 机械功与机械能
11.3 如何提高机械效率
第1课时 机械效率的理解
目录
01
课程要求
02
知识点精讲
03
课堂巩固
课程要求
知道机械效率。
知识点精讲
知识点1：有用功、额外功和总功
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。
有用功
W有用
额外功
W额外
总功
W总
W有用+W额外
>
1. 如图11-3-1所示，用水桶从井里打水，下列关于有用功、额外功、总功的说法正确的是( )
A. 人对桶中的水做的功是额外功
B. 人对桶做的功是总功
C. 手拉绳所做的功是有用功
D. 人对桶中的水做的功是有用功
D
2.升旗过程中，人对绳子的拉力做的功是__________，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”)
3. 用如图11-3-2所示的滑轮组提升重物，回答
下列问题。图11-3-2
（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=__________。
总功
有用功
额外功
2
2h
（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”）。
（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”）。
Gh
有用功
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
3. 在物理学中，把有用功和总功的比值称为__________，用符号__________来表示，所以η=________________。
机械效率
η
×100%
4. 甲的机械效率是70%、乙的机械效率是50%，下列说法中正确的是( )
A. 使用甲机械做功省力
B. 甲机械做功快
C. 相同时间内，甲机械完成的功多
D. 乙机械的额外功在总功中占的比例大
D
5. 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
6.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%
7. 某年云南省遭遇了百年不见的特大旱灾,某村响应政府号召积极打井抗旱救灾。他们准备用抽水机在一口打好的井中,将井下10 m深的水抽到地面。若抽水机每小时抽水7.2×105 kg,机械效率为50%。问：(g取10 N/kg)
(1)抽水机所做的有用功是多少
(2)抽水机所做的总功是多少
解:(1)G水=m水g=7.2×105 kg×10 N/kg=7.2×106 N，
W有用=G水h=7.2×106 N×10 m=7.2×107 J。
(2)由η= ×100%可得，W总= =1.44×108 J。
答：(略)
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
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
续表
概念 意义 定义 公式 单位 相关公式
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
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=_______________。
Gh
Fs
×100%
8.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
9.小明用滑轮组来提升钩码，如图11-3-4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11-3-4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__________（结果精确到0.1%）。
0.2 J
0.24 J
83.3%
10.如图11－3－5所示，用滑轮组提起重为900 N的物体，绳子自由端的拉力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。
解：(1)物体上升的速度v= =0.5 m/s。
(2)提起物体所做的有用功W有用=Gh=900 N×10 m=9×103 J。
(3)s=3h=3×10 m=30 m，
W总=Fs=400 N×30 m=1.2×104 J，
滑轮组的机械效率η= ×100%= ×100%=75%。
(4)拉力做功的功率P= =600 W。
答：(略)
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。
课堂巩固
1.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
2.如图11-3-6所示，用滑轮组提升重物时，重为800 N的物体在10 s内匀速上升了1 m。已知拉绳子的拉力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
3. 如图11-3-7所示，斜面上s＝3 m，h＝0.6 m，建筑工人用绳子在6 s内将重为500 N的物体从斜面底端沿斜面向上匀速拉到顶端，拉力是150 N(忽略绳子的重力)。则在此过程中，有用功为__________J，总功为__________J，拉力的功率为__________W，斜面机械效率为__________（结果精确到0.1%）。
300
450
75
66.7%
4.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%
谢 谢