(共17张PPT)
11.5 机械效率
1、知道什么是有用功、额外功和总功。
2、掌握机械效率的概念,会计算某种简单机械的机械效率。
3、知道机械效率总小于1,知道提高机械效率的意义和方法。
4、通过实验与讨论让学生体验科学探究带来的乐趣。
教学目标
教学难点
1、机械效率的概念和有关计算。
2、如何提高滑轮组的机械效率
情景:小明家在四楼,买了一批木料,用动滑轮把木材拉上四楼。
思考:
手拉绳子做的功与动滑轮对物体做的功相等吗?
情景引入
机械做功流程
观察
总 功:动力对机械做的所有的功。
有用功:对完成工作目标有用的功。
额外功:对完成工作目标不需要但又不得不做的功。
机械做功流程
探究新知
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。
W总 =W有用+W额
如何正确理解“三功”及其相互关系?
想一想
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?
水桶从井中取水,对水做的功是有用功。对水桶做的功是额外功。
水桶掉在井中,捞桶时,对桶做的功是有用功,对桶里边带的水做的功是额外功。
机 械 效 率
1.定义:有用功与总功的比值叫机械效率.
2.表达式:
没有!因为由于额外功的存在,总有W有用<W总
,所以机械效率总小于1
讨论:
有没有机械效率为100%的机械?为什么?
合作探究
注意:(1)机械效率η没有单位,是一个比值 ;
(2)对于实际机械,由于额外功的存在,总有
W有用<W总,因此η<100%。
起重机的机械效率是40%~50%
滑轮组的机械效率是60%~80%
影响滑轮组机械效率的因素:
1、动滑轮的自重
2、绳重与摩擦
3、所提升的物重
4、机械效率与绳子股数(省力多少)、功率大小、重物被提升的高度都无关!
注意
使用起重机提升重物时所做的有用功跟总功的比值是50%,也可以说有用功在总功中占有50%,另外的50%是额外功.
起重机的机械效率是50%,它表示什么意思?
机械效率
议一议:
动滑轮的机械效率与哪些因素有关?
如何提高动滑轮的机械效率?
1.减小动滑轮自重来减少额外功
3.增加提升物体的重力来增加有用功
2.减小机械间的摩擦力来减少额外功
用甲乙两个滑轮组提升同一物体,哪个机械效率高?
例1:关于机械效率的下列说法中,正确的是( )
A.利用机械越省力,机械效率越高
B.机械做功越快,机械效率越高
C.有用功相同、总功越大机械效率越高
D.额外功相同、有用功越大的机械效率越高
D
解析:机械效率是指有用功与总功之比,它反映了机械的品质,与机械是否省力,做功快慢无关,所以A、B错误;
由公式η=W有/W总×100%和W总=W有+W额外可知:有用功相同,总功越大,额外功就越多,机械效率越低,所以C错误,D正确;
典例精析
例2.通过一动滑轮用60 牛的拉力提起重为100牛的重物,使重物提高2米。(不考虑绳重及摩擦)
(1)动滑轮的重力为多少
(2)拉力做的多少功W总?
(3)手直接提起做功W有用为多少?机械效率
14
F
(3)W有用=Gh=100N×2m=200J
(2)S=2h=2×2m=4m
解:(1).根据 F= 得:
G动=2F-G物=120N-100N=20N
巩固练习
1、下列说法正确的是( )
A、物体的温度降低,它含有的热量就减少
B、物体吸收热量,温度一定升高
C、物体的温度升高,其内能一定增加
D、物体的内能越大,含有的热量越多。
C
2、关于温度、热量、内能的关系,下列说法正确 的是( )
A、温度高的物体一定比温度低的物体内能大。
B、温度高的物体一定比温度低的物体热量大。
C、物体的温度升高,其内能一定增加。
D、物体的温度升高,一定是从外界吸收了热量。
C
课堂小结
总功
有用功
机械的做功
三功的关系
做功流程
额外功
1.摩擦、物重相同,动滑轮越重,η越小。
机械的效率
特点
定义、公式
改变滑轮组
机械效率
机械效率
2.摩擦、动滑轮重相同,物重越大,η越大。