11.5机械效率课件 （共26张PPT）苏科版物理九年级上册

第十一章 简单机械和功
11.4 功率
[活动]:再探动滑轮
利用动滑轮将物体提升到一定的高度时，
手拉绳子做了功：F·s，
同时动滑轮也拉了物体做了功：G·h，
手拉绳子做的功与动滑轮对物体做的功相等吗？
再探动滑轮
1.有用功 ：对人们有用的功
2.额外功 ：人们不需要但又不 得不做的功
3.总功 　：有用功与额外功的总和
定义
W总 =W有用+W额
如何正确理解“三功”及其相互关系？
W总= W动= W输入
W有和W额的命名是要依据
工作目标而确定。
提问：用水桶从井中提水时，所做的功中哪些是有用功？哪些是额外功？如果桶掉到井里，从井里捞桶时，捞上的桶里带了些水，所做的功中哪些是有用功？哪些是额外功？
辨析
1.定 义：有用功与总功的比值叫机械效率.
2.表达式:
3.特 点:
没有单位、
用百分数表示。
总是小于1、
η=
W有用
W总
机械效率
①有用功越多,机械效率越高. ②额外功越少,机械效率越高.
③物体做功越慢,机械效率越低. ④做总功越多,机械效率越低.
⑤做相同的有用功,额外功越少,机械效率越高.
⑥做相同的总功时,有用功越多,机械效率越高.
⑦用不同的滑轮组,做的有用功相同时,机械效率一定相同.
⑧因为有用功总小于总功,所以机械效率总小于1.
⑨做的额外功一定时,总功越少,机械效率越高.
⑩有用功在总功中占的比例越大,机械效率越高．
判断下列说法是否正确？
×
√
×
×
×
√
×
√
×
√
机械效率
1. 做值日时,小阳将一桶水从一楼提到三楼.此过程中,小阳对水做的功是　　　　功,
对桶做的功是　　　　功,克服自身重力做的功是　　　　功,一共做的功是_____
功. (总/有用/额外)?
有用
额外
额外
总
例题
2. 工人师傅要将质量为100kg的木箱搬到1.5m高的车厢里.他将一块5m长的木板搁在地
面与车厢之间构成斜面,然后站在车上用400N的拉力在10s内将木箱从斜面底端匀速拉到车厢里,如图所示.求:(g取10N/kg)
(1) 工人所做的额外功.
(2) 工人做功的功率.
(3) 斜面的机械效率.
第2题
(1) G=mg=100kg×10N/kg=1 000N,W有用=Gh=1 000N×1.5m=
1 500J,W总=Fs=400N×5m=2 000J,W额外=W总-W有用=2 000J-1 500J=500J　
(2) P总=????总????=?????????????????????????????????=200W　
(3) η=????有用????总×100%=??????????????????????????????????????????×100%=75%
?
3. 工人利用如图所示的滑轮组将物体匀速提升2m,所用的拉力为250N,滑轮组的机械
效率为80%(不计绳重和各处摩擦).求:
(1) 拉力所做的总功.
(2) 拉力所做有用功.
(3) 提升物体的重力.
(1) s=2h=2×2m=4m,W总=Fs=250N×4m=1 000J　
(2) 由η=????有用????总×100%可得,W有用=ηW总=80%×1 000J=800J　
(3) 由W有用=Gh可得,G=????有用????=????????????????????????=400N
?
第3题
影响机械效率的因素和提高机械效率的方法
（1）影响机械效率的因素
A、减轻机械自重
B、减小摩擦力
D、增加提升的物重。
C、减轻绳重
（2）提高机械效率的方法
A、机械的自重、摩擦、绳重
B、提升的物体重力
机械效率
影响斜面的机械效率的因素
1. 斜面的粗糙程度有关：同一斜面，拉同一物体，斜面越粗糙，拉力越大，效率越低。
2. 斜面的倾斜程度有关：粗糙程度相同，拉同一物体，斜面越陡（倾角越大），拉力越大，效率越高。
机械效率
观察下面图片，思考问题
在相同时间内，用挖掘机挖土要远远快于人用铁锹挖土。这说明工作时间相同，但做功不同。
小明上教室，通常需要1.5min。如果他跑步上教室只需要40s。小明在两种情况下，做的功相同，但做功快慢不同。
由此可知，要想比较物体做功的快慢，除了做功大小外，还要看做功所用时间。
教材引入
问题引入
1. 如图所示为智慧小组“测滑轮组的机械效率”的实验装置.测得的实验数据如表所
示.
(1) 实验过程中,应竖直向上　　 　　拉动弹簧测力计.?
(2) 第三次实验中滑轮组的机械效率约是　　　　.?
匀速缓慢
74.1%
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}实验
次序
物重
G/N
物体上升
高度h/m
拉力
F/N
绳端移动
距离s/m
机械
效率η
1
1
0.1
0.6
0.3
55.6%
2
2
0.1
1.0
0.3
66.7%
3
4
0.1
1.8
0.3
?
例题
(3) 分析表中数据可知:在用同一滑轮组将物体匀速提升相同的高度时,若仅增加被提升物体的重力,则拉力所做的额外功　　　　,滑轮组的机械效率　　　　.(增大/不变/减小)?
(4) 若在第三次实验中,物体上升的速度为0.1m/s,则拉力F的功率为　　　　W.?
(5) 创新小组也利用重为1N、2N、4N的物体进行了三次实验,若每次测得的机械效率均大于智慧小组的测量值,则创新小组测量值偏大的原因可能是　　　　(填字母).?
A. 测拉力时,弹簧测力计未调零,指针指在零刻度线下方
B. 弹簧测力计每次拉动物体时均加速上升
C. 所使用的动滑轮的重力小于智慧小组
增大
增大
0.54
C
2. 某实验小组分别用如图所示的甲、乙两个滑轮组(每个滑轮重相同)匀速提起相同的
重物,所用的拉力分别为F1和F2,机械效率分别为η1和η2,不计绳重及摩擦,下列说法正确的是 (　　)
A. F1>F2,η1=η2
B. F1C. F1η2
D. F1>F2,η1<η2
A
第2题
1. 如图所示,斜面长5 m,高1 m,把重为5 000 N的物体匀速地拉向斜面顶端,此时斜面
的机械效率为80%,则:
(1) 有用功是多少?
(2) 所用拉力为多少?
(3) 物体受到的摩擦力为多少?
第1题
(1) 有用功W有用=Gh=5000N×1m=5000J　
(2) 由η=????有用????总×100%得总功W总=????有用????=?????????????????????????????%=6 250 J;由W总=Fs得拉力F=????总????=
?????????????????????????????=1 250 N　
?
当堂反馈
(3) 此过程的额外功W额外=W总-W有用=6250J-5000J=1250J;由W额外=fs得摩擦力f=
????额外????=?????????????????????????????=250 N
?
2. (2022·镇江)如图所示,用拉力F通过动滑轮将重90N的货物匀速提升1m,动滑轮的机
械效率为90%。不计绳重及摩擦,求:
(1) 上述过程中的有用功W有用.
(2) 上述过程中拉力所做的功WF.
(3) 动滑轮所受的重力G动.
第2题
(1) 上述过程中的有用功W有用=Gh=90N×1m=90J　
(2) 由η=????有用????总×100%得拉力做的总功WF=????有用????=????????????????????%=100J　
(3) 由图知,绳子的有效股数为2股,则s=2h=2×1m=2m,由W=Fs得,绳端的拉力F=????????????=
????????????????????????=50N,不计绳重及摩擦,由F=????????(G+G动)可得,动滑轮的重力G动=nF-G=2×50N-90N=
10N
?
3. 建筑工人用如图甲所示的滑轮组匀速提升建材,每次运送量不定,滑轮组的机械效率
η随物重G的变化图像如图乙所示,忽略绳重、吊篮重及摩擦.
(1) 求动滑轮的自重.
(2) 当滑轮组的机械效率为75%时,提升的建材重是多少?
(1) 忽略绳重、吊篮重及摩擦,则滑轮组的机械效率η=????有用????总×100%=????有用????有用+????额外×100%=????????????????+????动????×
100%=????????+????动×100%,由图像可知,当提起的建材重G=
150N时,机械效率η=60%,则60%=????????????????????????????????+????动×100%,解得G动=100N　
(2) 当滑轮组的机械效率为75%时,则有75%=????′????′+????????????????×100%,解得G'=300N
?
课堂小结
1. 利用机械做功时,对人们有用的功叫　　　　功,记为　　　　.?
2. 利用机械做功时,并非我们所需要的,但又不得不做的功叫　　　　功,记为　　　.
3. 利用机械做功时,动力对机械所做的功叫　　　　功,记为　　　　.?
4. 总功(W总)、有用功(W有用)和额外功(W额外)之间的关系是　　　　　　　　　　.?
5. 物理学中,将　　　　　　　　　　　　叫作机械效率.?
6. 机械效率的计算公式:机械效率=　　　　　　　　;用符号表示:η=　　　　　　.
7. 对于实际机械,由于　　　　功的存在,机械的机械效率总　　　　(大于/等于/小
于)100%.?
有用
W有用
额外
W额外
总
W总
W总=W有用+W额外
有用功与总功的比值
有用功总功×100%
?
????有用????总?×100%
?
额外
小于
知识梳理
1. 在测量滑轮组的机械效率的实验中:
(1) 实验原理是　　　　　 　　　.?
(2) 实验需要直接测量的物理量是　　　　 　　 、　　　　　　　　 、
　　　　和　　　　　 　　　.?
(3) 需要的测量工具是　　 　　　和　　　　.?
(4) 在测量绳端拉力时,应　　　　　拉动弹簧测力计,使钩码　　　　　　上升.
2. 影响滑轮组机械效率的因素有　　　　　　、　　　　　　和_________________
　　　　　等.
η=????有用????总?×100%
?
钩码的重力G
钩码上升的高度h
拉力F
绳端移动的距离s
弹簧测力计
刻度尺
竖直
缓慢匀速
物体的重力
动滑轮自重
绳重及绳与滑轮间
的摩擦
知识梳理
1. 机械效率计算公式:η=　　　　　　　.?
2. 滑轮组的机械效率:
(1) 滑轮组(竖直方向匀速提升物体):
① 已知物重G、拉力F、物体上升的高度h、自由端移动的距离s,则机械效率η=
　　　　　　　　.?
② 已知物重G、拉力F、绳子的段数n,则机械效率η=　　　　　　　.?
③ 已知物重G、动滑轮的重G动、不计绳重和摩擦,则机械效率η=　　　　　　　.
????有用????总?×100%
?
????????????????×100%
?
????????????×100%
?
????????+????动×100%
?
知识梳理
(2) 滑轮组(水平方向匀速拉动物体):
① 已知物体受到的摩擦力f、拉力F、物体移动的距离s物、自由端移动的距离s,则机
械效率η=　　　　　　.?
② 已知物体受到的摩擦力f、拉力F、绳子的段数n,则机械效率η=　　　　　　.?
????????物????????×100%
?
????????????×100%
?
3. 斜面的机械效率:
(1) 已知物重G、斜面的高度h、斜面的长度s、拉力F,则机械效率η=　　　　　.
(2) 已知物重G、斜面的高度h、斜面的长度s、摩擦力f,则机械效率η=
?.
(3) 已知斜面的长度s、摩擦力f、拉力F,则机械效率η=　　　　　　　.?
????????????????×100%
?
????????????????+????????×100%
?
?????????????×100%
?
苏科版九上物理
感 谢 欣 赏
犹 有 桃 花 流 水 上 , 无 辞 竹 叶 醉 尊 前