课件29张PPT。5.3 功与机械效率(4) 本节课要学内容(1).知道：有用功，额外功，总功。（2）.理解机械效率的含义.你会选哪种方法呢？方法1方法2方法3 三位同学用不同的方式把重100牛的砂子运到三楼上去。人用桶提砂子用动滑轮拉桶提砂子用动滑轮拉袋提砂子方法1：人用桶提砂子他的目的：把砂子运上三楼人对砂子做的功：对人们有用的必须做的功有用功人对空桶做的功：人克服自身重力做的功：人们并不需要，但又不得不做的功额外功方法2：用动滑轮拉桶提砂子他的目的：把子砂运上三楼对砂子做的功：对人们有用的必须做的功有用功对空桶做的功：对动滑轮做的功：并不需要，但又不得不做的功额外功一、有用功、额外功和总功1.有用功（W有用）：
为了达到工作目的，必须做的功2.额外功（W额外）：
为了达到工作目的，并非我们所需要但又不得不做的功。3.总功（W总）：
动力所做的所有功。 W总 = W有用 + W额外 （一）有关概念1、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?对水所做的功是有用功;
对水桶所做的功是额外功。（二）分析两个事例 2.水桶不小心掉井里，从井里捞水桶时候,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?对水桶所做的功是有用功;
对水所做的功是额外功。1.使用下面的滑轮组，用拉力F把重物（G物）匀速提高h，有用功是多少？总功是多少？额外功怎么算，包括哪些？本题使用滑轮组的目的是：提升重物（G物）到h高，所以机械克服重物重力所做功是有用功。使用滑轮组提升重物（G物），必须施加拉力F，拉力所做的功是总功额外功＝W总-W有W有=G物·hW总=F·S（S为拉力作用点移动的距离）
额外功包括：机械克服动滑轮重，
绳重和滑轮组内部摩擦所做功。（三）.常见的有用功,额外功和总功的计算2.使用下面的滑轮组，用拉力F匀速拉动重物水平移动的距离为L，有用功是多少？总功是多少？额外功是多少？本题使用滑轮组的任务目的是拉动G水平移动L，所以机械克服地面的摩擦力做功是有用功。使用滑轮组拉动G，必须施加拉力F，拉力所做的功是总功。额外功＝总功－有用功＝FnL-FL3.用杠杆来提升重物时有用功,总功,额外功怎么算.
(不计摩擦)W有用=G物·hW总=F拉·S拉W外=G杆·hGW有用=G·hW总=F·S4.用斜面来提升重物时有用功,总功,额外功怎么算W外=f·S5.常用的总功的计算方法1）W总 ＝ W 有用 + W额外2）W总 ＝ F · S二、机械效率1. 定义：有用功跟总功的比值叫机械效率（η）2. 公式：3. 特点：（1）机械效率通常用百分数表示，没有单位。（2）机械效率总小于1. W有 W总－W外
η= --- ×100% = －－－－－ ×100%
W总 W总4.机械效率的意义起重机的机械效率是60%，它表示什么意思？1）使用起重机提升重物时所做的有用功
跟总功的比60%
2）也可以说有用功在总功中占有60%，
另外额外功占40％
注意： 1）有用功所占总功的比例越大，机械效率 越高。
2）机械效率与 是否省力、功率大小、提升高度、绳子的绕法、做功的多少无关。5.如何提高动滑轮的机械效率 减轻动滑轮自重减小滑轮转轴间的摩擦力提高提升的物重。减轻绳重方法一方法二[方法2][方法3]例题1:学习方法指导丛书P76 第14题小科用[方法2]把重100牛的砂子
从一楼运到三楼，已知每层楼高
3米，请根据右图中所给数据计算：
小科做的
（1).有用功;
(2).额外功;
(3).总功;
(4).机械效率
（不计绳重,摩擦及楼板的厚度)
W有用=G砂·hW额外=（G桶+G动）·hW总 =W有用+ W额外 W有用
η= --- ×100%
W总 W有用 = G砂·h
= 100N× 6 m
= 600JW额外 = G动·h + G桶·h
= 10N×6m + 20N×6m
= 180JW总 = 600J + 180J
= 780JW有/W总＝ 600J/780J
≈76.9%[方法2]例2:用一动滑轮将重200N的砂子提到9m高的
平台上，所用力是120N，
求有用功、总功,机械效率各是多少？解：5.3 功与机械效率(5) 习题课有关机械效率的简单计算.例题1、用一动滑轮将重为400N的货物匀速提到高2m，所用拉力是250N，求有用功、总功、额外功、和动滑轮的机械效率。解：W有用=G物h＝400N×2m = 800JW总=FS =250N×2m×2=1000JW额外＝ W总－W有 = 1000J－800J = 200Jη = W有/W总＝800J/1000J=80%答：……。练习1.一台起重机将重600N的货物提高4m.如果额外功是9600J，起重机的有用功是多少？总功是多少？机械效率是多少？例题2．如图所示，建筑工地上，工人用一个动滑轮将重720N的重物匀速提升5m，工人所用拉力为450N，求：
（1）工人做的总功
（2）该动滑轮的机械效率
（３）不考虑摩擦，求动滑轮的重
（４）提升的物体重为900Ｎ，
该动滑轮的机械效率为多少？练习2:如图所示，建筑工人用滑轮提升重320牛
的泥袋。滑轮重20牛，不计摩擦与绳重。
在拉力的作用下，泥袋以0.1米/秒的速度
匀速上升1米，求:(1)建筑工人的拉力?(2)建筑工人所做的总功?(5)滑轮的机械效率?(3)建筑工人所做的有用功?(4)建筑工人所做的额外功?例题3如图所示的滑轮组,要将重为300N的物体匀速提升,作用在绳子自由端的拉力为200N(不计摩擦与绳重),
绳子自由端匀速拉下1m .
求:(1)有用功; (2)总功;
(3)额外功;
(4)滑轮组的机械效率;
(5)动滑轮的重.图3练习3.一名工人用如图所示的滑轮组提起450N的重物，绳自由端的拉力F200N，
重物在5s内匀速上升了1m，
不计绳子与滑轮间摩擦，则：(1)滑轮组所做的有用功是多少？
(2)拉力做功的大小？拉力的功率是多少？
(3)动滑轮的重。 例题4用如图所示的滑轮组来拉钢锭，已知钢锭与地面间的摩擦力f为1200N，作用在绳子自由端的拉力F为500N,钢锭在水平
地面上向左匀速移动5m.求:
(1)有用功; (2)总功; (3)额外功;
(4)滑轮组的机械效率. 练习4、如图所示，在50N的水平拉力F作用下, 重800Ｎ的物体沿水平地面做匀速直线运动, 物体与地面间滑动摩擦力为120Ｎ.则滑轮组的机械效率为 _______ ；若物体的速度为0.2m/s,则1min内拉力做的功为 ______ J，功率为＿＿Ｗ。例题5斜面长5米，高1．5米，把重为800牛的物体
由斜面底端匀速推向斜面顶端。
(1)若斜面是光滑的，则推力为多少牛?
(2)若斜面不光滑，所用推力为300牛，
则斜面的机械效率为多少?
斜面与物体间的摩擦力为多少?G练习5工人师傅通常得用斜面把重物搬运到汽车上，如图所示，
汽车车厢底板高度h=1.5m，斜面长度L=3m，现用力F沿着斜面把
重力G=1800N的重物匀速拉到车上，
(1)若不计摩擦,则F为 N；
(2)若实际拉力F’=1200N，则该斜面的机械效率为 ． 90075%例题6．如图所示，在测定杠杆机械效率的
实验中，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，
使挂在杠杆OB下面的物块缓慢上升至
虚线位置，测力计的示数F为 N，
测力计上升的高度s为0.2m．物块重G
为1.5N，物块上升的高度h为0.3m，
则杠杆的机械效率为 %，
使用该杠杆做额外功的
一个原因是（ ） 练习6.小明用如图所示的装置探究杠杆的机械效率，每个钩码的质量为m，O为支点． ⑴ 他将2只钩码悬挂在B点，在A点竖直向上匀速拉动弹簧测力计，拉力为F1，测得A、B两点上升的高度分别为h1、h2，则此次杠杆的机械效率为η?=?????．（用物理量的符号表示） ⑵ 他将2只钩码悬挂在C点，在A点竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使C点上升高度为h2，则弹簧测力计的示数将?????（大于/等于/小于）F1，此次弹簧测力计做的功将??? （大于/等于/小于）第一次做的功． ⑶ 他将3只钩码悬挂在C点，在A点竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使C点上升高度仍为h2，则第3次杠杆的机械效率与前两次相比?????（最大/最小/三次相等）．有关机械效率的简单计算 姓名
【课内例题】
例题1、用一动滑轮将重为400N的货物匀速提到高2m，所用拉力是250N，求有用功、总功、额外功、和动滑轮的机械效率。
例题2．如图所示，建筑工地上，工人用一个动滑轮将
重为720N的重物匀速提升5m，工人所用拉力为450N，
求：
（1）工人做的总功
（2）该动滑轮的机械效率
（３）不考虑摩擦，求动滑轮的重
（４）提升的物体重为900Ｎ，
该动滑轮的机械效率为多少？
例题3.如图所示的滑轮组,要将重为300N的物体匀速提升,
作用在绳子自由端的拉力为200N(不计摩擦与绳重),
绳子自由端匀速拉下1m .
求:(1)有用功; (2)总功; (3)额外功;
(4)滑轮组的机械效率; (5)动滑轮的重.
例题4.用如图所示的滑轮组来拉钢锭，已知钢锭与地面间的摩擦力f为1200N，作用在绳子自由端的拉力F为500N,钢锭在水平地面上向左匀速移动5m.求:
(1)有用功; (2)总功; (3)额外功;
(4)滑轮组的机械效率.
例题5.斜面长5米，高1．5米，把重为800牛的物体
由斜面底端匀速推向斜面顶端。
(1)若斜面是光滑的，则推力为多少牛?
(2)若斜面不光滑，所用推力为300牛，
则斜面的机械效率为多少?
斜面与物体间的摩擦力为多少? G
例题6．如图所示，在测定杠杆机械效率的实验中，竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使挂在杠杆OB下面的物块缓慢上升至虚线位置，测力计的示数F为 N，
测力计上升的高度s为0.2m．物块重G为1.5N，物块上升的高度h为0.3m，则杠杆的机械效率为 %，
使用该杠杆做额外功的一个原因是 .
[课外练习]
1.一台起重机将重600N的货物提高4m.如果额外功是9600J，起重机的有用功是多少？总功是多少？机械效率是多少？
2.如图所示，建筑工人用滑轮提升重320牛的泥袋。滑轮重20牛，不计摩擦与绳重。在拉力的作用下，泥袋以0.1米/秒的速度
匀速上升1米，求:
(1)建筑工人的拉力?
(2)建筑工人所做的总功?
(3)建筑工人所做的有用功?
(4)建筑工人所做的额外功?
(5)滑轮的机械效率?
3.一名工人用如图所示的滑轮组提起450N的重物，绳自由端的拉力F200N，重物在5s内匀速上升了1m，
不计绳子与滑轮间摩擦，则：
1)滑轮组所做的有用功是多少？
(2)拉力做功的大小？拉力的功率是多少？
(3)动滑轮的重。
4、如图所示，在50N的水平拉力F作用下, 重800Ｎ的物体沿水平地面做匀速直线运动, 物体与地面间滑动摩擦力为120Ｎ.则滑轮组的机械效率为 _______ ；若物体的速度为0.2m/s,则1min内拉力做的功为 ______ J，功率为＿＿Ｗ。
5.工人师傅通常得用斜面把重物搬运到汽车上，如图所示，
汽车车厢底板高度h=1.5m，斜面长度L=3m，现用力F沿着斜面把
重力G=1800N的重物匀速拉到车上，
(1)若不计摩擦,则F为 N；
(2)若实际拉力F’=1200N，则该斜面的机械效率为 ．
6.小明用如图所示的装置探究杠杆的机械效率，每个钩码的质量为m，O为支点． ⑴ 他将2只钩码悬挂在B点，在A点竖直向上匀速拉动弹簧测力计，拉力为F1，测得A、B两点上升的高度分别为h1、h2，则此次杠杆的机械效率为η?=?????．（用物理量的符号表示） ⑵ 他将2只钩码悬挂在C点，在A点竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使C点上升高度为h2，则弹簧测力计的示数将?????（大于/等于/小于）F1，此次弹簧测力计做的功将??? ??（大于/等于/小于）第一次做的功． ⑶ 他将3只钩码悬挂在C点，在A点竖直向上匀速拉动弹簧测力计，使C点上升高度仍为h2，则第3次杠杆的机械效率与前两次相比?????（最大/最小/三次相等）．
7.用如图所示的滑轮组，将重为10N的物体以0.1m/s的速度匀速提升，
拉力F=6N，拉力的功率为 W，滑轮组的机械效率 ，
若不计绳重及摩擦，动滑轮的重力为 N．
8.利用如图所示的斜面提升物体可以 （选填“省力”或“费力”）．用平行于斜面的拉力，将重为5N的物体从斜面底端匀速拉上斜面，物体移动的距离为1m，上升的高度为0.2m．已知斜面的机械效率为50%，则拉力大小为 N．若该斜面越陡，其机械效率越 （选填“高”或“低”）．
9.如图所示，将质量为100kg的木箱，用一平行于斜面向上的力从底端匀速拉到斜面顶端．斜面长5m、高1.6m，在此过程斜面的机械效率为80%．则拉力做的功为 J．拉力所做的额外功为 J．（g=10N/kg）
10．在农村常有家庭挖井取水。小明同学用
如图16（甲）所示的滑轮组提土，他用20s的时间把重为120N的土从井中匀速提升5m，拉力做的功W随时间t的变化图象如图16（乙）所示。求：
（1）有用功；
（2）滑轮组的机械效率；
（3）拉力的大小；
（4）拉力的功率。
11．用4个相同规格的滑轮，绕制成甲、乙两种滑轮组。（不计绳重和摩擦）
（1）某人通过甲滑轮组用2N的拉力F将物体M匀速提升了0.1m的距离，若M重4.2N，则有用功为 J，总功为 J，此滑轮组的机械效率为 。
（2）若采用乙滑轮组匀速提升该物体M，则乙滑轮组的机械效率为 ，拉力F′为 N。
12．如图所示物体A被滑轮组拉着在水平地面上5 s内匀速直线运动了2 m，它受到地面的摩擦阻力是96 N，绳端拉力F为40 N，则物体A的运动速度是 m/s，拉力F的功率是 W,该滑轮组的机械效率是 。
