(共17张PPT)
12.3 机械效率
今天补交的同学:
未交的同学:
(第一课时)
G
F
机械的三种功
G
F
要提升G必须得克服本滑轮重力和摩擦而额外做功,额外功。
提升G物是目的,有利用价值,是有用功
要实现目的,完成有用功,必须施加动力F对滑轮做功,是总功
几 种 功 的 概 念
1.有用功:
为达到目的所必须做的功
2.额外功:
3.总功:
由于机械自重和摩擦等因素影响,不是必须但不得不多做的功
外力对系统所做的功,等于有用功与额外功之和!
W总=Fs
W有=Gh
W总=W有+W额
用水桶从井中提水的时候,所做的功哪部分是有用功,哪部分是额外功
目的:提水
提水所做的功是有用功;
提水桶所做的功是额外功。
区分有用功和额外功
如果桶掉到井里,从井里捞桶的时候,捞上的桶里带了一些水,这种情况下哪部分是有用功,哪部分是额外功
目的:捞桶
提水桶所做的功是有用功;
提水所做的功是额外功。
f摩
物体匀速直线运动了1m,摩擦力为2N.
F
判断机械有用功,总功 ,额外功
有用功: W有=F拉s物=2NX1m=2J
F拉
F拉=f摩=2N
总功: W总=Fs绳
额外功:克服动滑轮的重,绳子的重,摩擦力做的功
在使用机械工作时,有用功在总功中所占份额越多越好。它反映了机械的一种性能,物理学中表示为机械效率。
一、机械效率
1.定义:有用功跟总功的比值。
2.公式:
3.用百分数表示。总小于1。
(表示机械性能好坏的物理量)
W总=W有+W额
如图,用拉力F拉着的重为G的物体匀速上升h,绳子自由端移动S,动滑轮自重G动,则滑轮组的有用功、额外功、总功怎样求?机械效率又如何?
机械效率
计算滑轮组机械效率的公式:
滑轮组的有用功:
W有=G物h
滑轮组的总功:
W总=FS
如果忽略绳重和摩擦,额外功: W额=G动h
W总=W有+W额
思考如何提高机械效率的方法?
2.改进机械的结构,减小机械自重
1.减小机械间的摩擦
例如:动滑轮太重,使滑轮组机械效率很低,换用较轻滑轮就可提高其机械效率
例如:加强机械运动部位的润滑
机械效率
提示:也可以提升物重。使有用功比例增大
有用功一定,减少额外功;额外功一定,增加有用功
具体做法
1.如图,忽略绳重和摩擦,用拉力F拉着10 N的重物匀速上升,绳子自由端移动1 m,动滑轮重力2 N,
求:
(1)拉力F;
(2)物体上升的距离;
(3)有用功,总功,机械效率。
练一练
知识拓展
F
S
h
思考:如何测量斜面的机械效率
有用功W有:
总功W总:
G物h
f
FS
斜面的机械效率η=
斜面的额外功是什么?
额外功W额=
fS
W总 =W有+W额
=Gh+fs
斜面
计算斜面效率的公式:
斜面的有用功:
W有=G物h
斜面的额外功:
W额=fS
斜面的总功:
W总=FS
F
S
h
f
例题:如图所示,把重力为600N的物体匀速推到斜面顶端,斜面长为3m,高为0.9m,实际推力为300N,额外功 那么物体与斜面之间的摩擦力是 N,斜面的机械效率是 .
120
60%
360J
W总 =W有+W额
=Gh+fs
斜面
对于光滑斜面而言,有FS=Gh
例题:把重为100N的物体匀速拉到光滑斜面顶端,若斜面长2m,高1m,则所需要的拉力F是 N。
50
1.关于机械效率的说法中正确的是 ( )
A.越省力的机械,效率越高
B.做有用功越多的机械,效率越高
C.做相同的功,额外功的值越小,效率越高
D.做功越快的机械,效率越高
C
练一练
2、两个完全相同的滑轮,其重力均为10牛。分别用如图所示的两种方式,将重40牛的物体匀速提升0.5米。则下列判断正确的是(不计绳与滑轮的摩擦) ( )
A、力F1和F2大小相等
B、两机械做的有用功相等
C、两绳子自由端移动的距离相等
D、两装置的机械效率相等
B
3.如图,用一个重为2N的动滑轮,把G物=12N的物体在2s内匀速提升0.2m(不考虑绳子的重力和摩擦),则( )
A.绳子的拉力F=6N B.绳子自由端移动速度v=0.1m/s
C.有用功W有=2.8J D.动滑轮的机械效率η=85.7%
D
4.用如图所示的滑轮组提升重物时(忽略绳重及摩擦),下列做法能提高滑轮组机械效率的有( )
A.增加物体被提升的高度
B.增加动滑轮的重力
C.改变绳子的绕法,减少承担重物
的绳子的段数
D.增加物体的重力
F
D
3.用四只完全相同的滑轮组成如图所示的甲、乙两个滑轮组,把相同的物体匀速提升相间的高度.若用η甲、η乙表示甲、乙两滑轮组的机械效率,W甲、W乙表示拉力所做的功(不计绳重与摩擦),则( )
A.η甲=η乙,W甲=W乙 B.η甲>η乙,W甲>W乙
C.η甲<η乙,W甲<W乙 D.η甲>η乙,W甲<W乙
A
提示:W总=W有+W额
忽略绳重和摩擦,W额=G动h