1.4 人与机械 课件 (1)

课件17张PPT。第4节 人与机械1．理解机械效率的含义及机械的额定功率．
2．认识到功率与机械效率之间没有必然联系．
3．能求解实际的功率和机械效率的问题．
4．增强效率意识，养成讲求效率的基本素质和可持续发展意识的社会责任感．
一、功率与机械效率
?机械效率
(2)特点：不考虑摩擦阻力和其他额外阻力的理想情况下机械效率______，实际情况中机械效率总_______．
(3)物理意义：表示机械做功或利用该机械实现能量转化的_____程度的物理量．
有用功总功有用功率等于1小于1有效?功率和机械效率
两者是从不同方面反映机械性能的两个物理量，它们之间没有必然联系，功率大，表示机械_____快，机械效率高，表示机械对总能量的_______高．
思考　实际生活中是否存在机械效率等于1的机械？为什么？
提示　实际情况中，机械做功时，各种摩擦阻力或自身重力总是不可完全避免的，机械总要克服额外阻力做功，所以额外功不可能为零，机械效率不可能为1.
做功利用率二、机械的使用
?使用：发明和使用机械，就是为了用它来_________做功，甚至完成超越_____的工作．
?发展趋势：随着计算机技术的发展，现代机械具有了越来越高的_________水平，它不仅可以承担人类可以完成的工作，也可以承担一些人类_________的工作．
?注意问题：智能化机械若使用不当，也会给人类造成危害.代替人力人力智能化无法完成一、功率与机械效率
?机械效率
(1)定义：有用功与总功的比值或有用功率与总功率的比值．
(2)公式推导
(3)物理意义：表示机械做功或利用该机械实现能量转化的有效程度的物理量．
温馨提示　对于给定的机械，其机械效率由机械本身和有用功共同确定，并不单由机械本身确定．
?提高机械效率的方法
(1)有用功不变时，减小额外功，可采取减轻机械本身的重量和加润滑油减小摩擦的方法．
(2)额外功不变时，增大有用功，可在机械能承受的范围内尽可能增加每次提起的重物，充分发挥机械的作用．
?功率与机械效率的关系
功率与机械效率是从不同方面反映机械性能的两个不同的物理量，它们之间没有必然的联系．功率大说明机械做功快；机械效率大说明机械对能量的利用率高．功率大的其机械效率不一定高，机械效率高的其功率也不一定大．
二、机械的使用
人类文明的重要标志是人类善于利用生产工具，从古代人们开始使用的简单机械到今天各行各业中使用的复杂机械，目的就是来代替人力做功，甚至完成超越人力的工作，使人们的工作变得越来越轻松、有效．从手工业生产到机械化大生产的工业革命使人类社会进入一个新的时代，今天，智能化机械的使用给人类带来了更多的便利．
教材资料分析
讨论与交流
1950年，美国化学家和科学幻想小说家阿西莫夫在他的小说集《我是机器人》中，为机器人规定了3条原则：
①机器人不可伤害人，或眼看人将受到伤害而袖手旁观．
②机器人必须服从人的命令．但是，如果其命令违反第一条时可不服从．
③机器人必须在不违反第一、第二条规定的情况下保护自己．
这3条原则是人类所公认的约束机器人行为的基本准则．如果超出这个范围，机器人就可能伤害人类的利益，机器人也就失去了意义．
与同学们讨论，以上3条原则合理吗？你有什么好的建议？
点拨　(1)人们发明机械、使用机械的目的就是让机械代替人的劳动，让机械为人类服务，甚至完成超人力的工作．
(2)机器人是一种智能化的机械，机器人的发明能够真正造福于人类，若违背了上述3条原则，机器人就会对人类造成危害，机器人也就失去了存在的意义．
综上可知，以上3条原则合理.对功率与机械效率的概念的理解【典例1】 下列对功率和机械效率的说法，正确的是
(　　)．
A．现在机械的机械效率小于1，将来有可能出现新的机 械，其效率突破1
B．功率的大小与机械效率的大小无关
C．机械效率越大，说明有用功率越大
D．功率越大，机械效率越大
解析
答案　B
　
解析　有用功越大，若总功也越大，则机械效率不一定越高；额外功越大，若有用功也越大，机械效率就不一定越小．省力的机械不省功，机械效率不一定高．
答案　C
【典例2】 摩托车以60 km/h的速度沿水平路面匀速行驶，受到的阻力为100 N．如果燃烧1 L汽油释放的能量为3.7×107 J，摩托车的效率为14%，此辆摩托车牵引力的功率是多大？每行驶100 km消耗多少油？
关于功率与机械效率的计算答案　1.67×103 W　1.93 L
【变式2】 一台电动机的输出功率为10 kW，其效率为90%，带动一台效率为70%的起重机匀速提升1×103 kg的重物．求重物的提升速率(g取10 m/s2)．
解析　对于起重机，其总功率等于电动机的输出功率，即
P总＝10×103 W＝104 W
提升重物时，起重机的有用功率为
P有用＝P总×70%＝104×0.7 W＝7×103 W
又P有用＝Fv＝mgv
答案　见解析