11.3 如何提高机械效率 课件 (共19张PPT) 2024-2025学年物理沪粤版九年级上册

(共19张PPT)
第十一章 力与功
11.3 如何提高机械效率
学习目标
1.知道有用功、额外功和总功的基本定义，以及他们之间的关系（重点）
2.理解机械效率，会测算滑轮组的机械效率（难点）
3.知道机械效率总小于1，知道提高机械效率的方法和意义
预习检测
1. 滑轮组和挖掘机提升重力所做的功，是我们需要的、有价值的功，叫做 ，动力对机械做的功叫做总功，对人们既无利用价值又不得不做的功，叫做 。
2.有用功在总功中占的比例越大越好，比例越大说明机械工作效率越高，有用功与总共的比值叫做 。
有用功
额外功
机械效率
走进新课
观察与分析
工人尝试多种方法将沙子运送到楼顶，观察他的运送方式并进行受力分析
提桶上楼
F拉
G
工人对桶存在一个向上的拉力，桶和沙子存在一个向下的重力，把手部分存在有摩擦力。
用袋子装着上楼
G
F拉
用滑轮运上楼
G
F拉
工人对袋子存在一个向上的拉力，袋子和沙子存在一个向下的重力，抓袋子部位存在有摩擦力。
工人对绳子存在一个向下的拉力，袋子和沙子存在一个向下的重力，抓绳子部位已经绳子和滑轮之间存在有摩擦力。
哪一种方法更好呢？
知识点1
什么是有用功与额外功
实验与探究
将一个重为5kg的重物竖直紧贴放在一个粗糙面上，向上匀速拉动重物，观察弹簧测力计的示数，并记录重物移动的距离。比较弹簧测力计的示数与重物的大小。
弹簧测力计的示数略微大于重物本身的重量
弹簧测力计的示数略微大于重物本身的重量
有一部分力被消耗，这部分消耗的力以摩擦力的形式存在
这部分以摩擦力的形式做的功，这部分对人们没有利用价值的功称为无用功或者称为额外功
作用在重物上的力使得重物提起来的功，这部分对人们有价值的功称为有用功
拉动重物的拉力所做的功叫做总功。记作W总
W总= W有用+W额外
实际使用机械做功时，总共应该等于有用功与额外功之和
由于存在额外功，也就是W额外>0,所以总共一定大于有用功
W总> W有用
小练笔
某同学不小心把水桶掉进井里，当他把桶从井里捞上来时，桶里带了一些水，下列有关有用功、额外功、总功的说法中正确的是（ ）
A.克服桶的重力做的功是总功
B.克服桶内水的重力做的功是有用功
C.克服桶的重力做的功是有用功
D.克服桶内水的重力做的功是总功
B
知识点2
什么是机械效率
日常生活中，我们非常重视效率，无论是学习效率，还是工作效率，那么人们使用机械时利用效率又是多少呢？
事实上，使用机械时，额外功是非常多的，所以机械效率不是特别高。
物理学中，有用功W有用与总功W总的比值，叫做机械效率，用η表示（常用百分率来表示）。
η100％
总功中存在有部分额外功，所以有用功一定小于总功，这也是为什么机械效率一定小于1的原因。
实验与探究
如图所示，匀速提起重物，分小组完成实验，不同小组所提的重物的重量不同，记录弹簧测力计的示数以及不同重物的重量。
小组 砝码重量 弹簧测力计示数
1
2
3
实验结果表明提不同重物时，机械效率也各不相同。
得出结论：同一滑轮组，提起的物体越重，滑轮组的机械效率越高。
提高机械效率的方法：①改进机械结构，使其更合理、更轻巧②定时保养，使机械处于良好的运转状态。
拓展延伸
如何提高滑轮组的机械效率
①减小动滑轮的重量，提重物的过程中部分力会有部分力用于提起动滑轮，动滑轮越轻消耗的力越少。
②增加重物的重量，重物的重量越大，有用功越多，机械效率也会越大。
③减小绳子与滑轮之间的摩擦，绳子在移动的过程中，滑轮组与绳子间的摩擦都算额外功。
小练笔
下列关于机械效率的说法正确的是（ ）
A.越省力的机械，机械效率越高
B.做功越少的机械，机械效率越低
C.做功越慢的机械，机械效率越低
D.总功相同，有用功越大的机械，机械效率越高
D
归纳总结
1.使用机械时，对人们有用的功叫做有用功，对人们无用但是又不得不做的功叫额外功，总功是有用功和额外功之和。三者的关系用字母表示：W总= W有用+W额外
2.物理学中，将有用功和总功的比值叫做机械效率，用字母η表示，额外功不可避免，因此有用功总小于总功，所以机械效率总是小于1。
3.机械效率的高低表示有用功在总功中所占比例的大小，并不是机械做功的多少。
随堂练习
有用功、额外功、总功
1.小明同学的体重为500N，他用重为10N的水桶提着重为100N的水登上5m高的教室使用，在这一过程中，他做有用功和额外功分别是（ ）
A.500J 50J B.500J 2550J
C.550J 2500J D.3000J 50J
A
机械效率
2.（多选）两台机器，甲的机械效率比乙的机械效率高，下列说法中正确的是（ ）
A.甲做的有用功一定比乙做的有用功多
B.两台机器在做的总功相等时，甲做的有用功一定比乙做的有用功多
C.两台机器做的有用功相等时，甲做的总功少
D.两台机器做的总功相等时，乙做的额外功少
BC
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