11.4 机械效率 课件（共33张PPT）

(共33张PPT)
什么是功？
（1）作用在物体上的力
（2）物体在力的方向上移动距离
什么是功率？
功与完成这些功所用时间之比叫做功率
1.功的原理的内容？
使用任何机械都不能省功。
2. 实际中，直接用手做的功和使用机械做的功一样多吗？
给机械加润滑油，起什么作用？
给机械加润滑油
做功的不同办法
小明和小聪要把重100N的沙子运上三楼。在图中画了三种办法，哪种办法最好，哪种办法最不好，为什么？ 你会选择哪种方法？
有用功和额外功
分析图中的三种办法，每种方法中人需做几部分功？
1.有用功( W有用):
为了达到目的,人们必须做的对人们有用的功.
这三种方法的目的都是要运沙子上楼，因此无论采取哪种办法都必须做的有用功：把100N的沙子提高6m所做的功。
W有用=G沙子.h=100N×6m=600J
2.额外功(W额外) :人们并不需要但为了达到目的又不得不做的功.
方法1中：还需要把沙子装在桶里，所以在提沙子的同时还需要把桶提上去，还必须克服自身的重力走上去，因此必须克服桶的重力和自身的重力做功。
W1额外=G人+G桶).h =(400+20)N×6m=2520J
方法2中：还需克服桶的重力、动滑轮的重力以及滑轮与轴之间的摩擦力做功。摩擦忽略不计：
W2额外=G桶+G滑轮).h =(20+10)N×6m=180J
方法3：中提沙子的同时，还必须克服袋子的重力、动滑轮的重力、以及滑轮与轴之间的摩擦力做功；摩擦忽略不计：
W3额外=G口袋+G滑轮).h
=(5+10)N×6m=90J
3.总功（W总）：有用功跟额外功的总和叫总功。
W总=W有+W额
计算三种方法需要做的有用功、额外功和总功
做功方式 有用功 额外功 总功
桶状，手提上楼 100N×6m (400+20)N×6m 3120J
桶状，动滑轮吊运 100N×6m (20+10)N×6m 780J
袋装，动滑轮吊运 100N×6m (5+10)N×6m 690J
由数据可知，第3种方法做的额外功最少，选择第3种方法最好。
我们一定都希望额外功越少越好。
1.定义：有用功跟总功的比值叫做机械效率。
2.公式：
3.意义：
表示机械做功时，有用功在总功中所占的比例，是机械性能的重要指标。
4.因为 W有用 < W总 ，所以， η < 1。
机械效率一般用百分数表示，没有单位
机械效率
计算机械效率
在图的三种不同做功方式中，我们已经计算出有用功、额外功和总功。下面来算算三种不同方式的机械效率。
5.一些机械的机械效率
起重机:40%～50%
抽水机:60%～80%
6.怎样才能提高机械的效率
减少额外功
改进结构，使其合理、轻巧
经常保养、定时润滑，减小摩擦
实验原理
实验器材
测量滑轮组机械效率
刻度尺、弹簧测力计、钩码、铁架台、“一定一动”的滑轮组、“二定二动”的滑轮组和长约2 m的细绳．
有用功总小于总功，所以机械效率总小于1
看看刚才的数据，思考机械效率会大于１吗？为什么？
测量的物理量
G ---- 物体的重力
h ---- 物体升高的高度
F ---- 绳子自由端的拉力
s ---- 绳子自由端移动的距离
1.测出钩码的重力G，并记录表中
2.先后按如图所示的三种情况，将实验器材安装好。
3.匀速拉动弹簧测力计，使钩码G匀速上升，读出弹簧测力计所示拉力F的值 ，从刻度尺读出钩码升高的距离h和绳子自由端移动的距离S，记录数据在表格中。
实验步骤
滑轮组 钩码重/N 钩码上升高度/m 有用功/J 弹簧测力计示数/N 绳子自由端移动距离/m 总功/J 机械
效率
（a） 1 0.1 0.1 0.4 0.3 0.12 83%
（b） 1 0.1 0.1 0.3 0.5 0.15 67%
（c） 1.5 0.1 0.15 0.4 0.5 0.20 75%
实验记录表
注意事项：
在提升钩码的过程中，要竖直向上，匀速提升钩码。
(2).b、c为同一个滑轮组,挂的钩码数量不同时，它的机械效率有什么变化？
b、c为同一个滑轮组， c装置挂的钩码质量越大，机械效率越高。因为提起的物体越重，做的有用功越多，机械效率越大。
分析讨论
(1).a、b两个滑轮组,挂的钩码数量相同时,机械效率有什么不相同？
a、b两个装置，提起相同的物重，做相同的有用功，但b装置动滑轮多，需要做的额外功多，机械效率低。
实验结论
(1)物重：同一个滑轮组，提起的物体越重，机械效率越高。
影响滑轮组机械效率的因素：
(2)动滑轮重：提起的物重一样，动滑轮越重，机械效率越低。
(3)摩擦（轮与轴及轮与绳之间）、绳重。
减小摩擦可以减少额外功，提高机械效率。 如：加强机械运动部位的润滑、采用轻质细绳
1.用一个动滑轮把重100N的沙袋从地面提到9m高的脚手架上，所用的力是60N，那么这一过程所做的总功和有用功分别是多少？这个动滑轮的机械效率是多少？
2.用滑轮组把重720N的货物匀速提高10m，滑轮组做的有用功是多少？若此时滑轮组的机械效率为60%，则总功和额外功各是多少？
3.用如图11-4-4所示的滑轮组将重为300N的物体以0.1m/s的速度匀速向上提升10s。
（1）若不计动滑轮重、绳重和滑轮与轴间的摩擦，
求人对绳的拉力F；
（2）实际中动滑轮重为40N，人的拉力做功400J，求
滑轮组的机械效率以及克服绳重和摩擦所做的额外功。
1.某机械的机械效率是75%，这说明使用这一装置做功（ ）
A.总功是额外功的3倍
B.有用功是额外功的3倍
C.总功是有用功的3倍
D.额外功占总功的3/4倍
B
2.为了提高滑轮组的机械效率，以下做法中正确的是（ ）
A.以较快的速度匀速提升重物
B.以较慢的速度匀速提升重物
C.增加承担物重的绳子股数
D.把滑轮做得更轻巧，减小滑轮在转动过程中的摩擦
D
解：
3.用一动滑轮将重200N的重物提到9m高，所用力是120N，求有用功、总功机械效率各是多少？
4.在“测滑轮组机械效率”的实验中，用同一滑轮组进行两次实验，实验数据如下表：
⑴此实验所用滑轮的个数至少是____个，其中动滑轮有_____个。
⑵第一次实验测得滑轮组的机械效率为________，第二次实验时滑轮组的机械效率______第一次的机械效率（选填“大于”、“小于”或“等于”）
次数 钩码重/N 钩码上升高度/cm 弹簧测力计示数/N 弹簧测力计移动距离/cm
1 2 10 0.8 40
2 5 5 1.5 20
3
2
62.5%
大于