(共36张PPT)
现在要将一大桶汽油从地面搬到汽车上可采用什么方法？
斜面
用如图所示两种方法提升同一重物到相同的高度，拉力的大小与重力的关系如何？
利用斜面可以省力
G
F
h
A
C
B
L
FL
W总 =
W有
=Ｇh
所以：FL
=Ｇh
当斜面光滑（不计摩擦阻力时）
或
W额=0
光滑时
2.斜面长是斜面高的几倍，推力就是物重的几分之一。
3. 同一物体升高相同的高度，斜面越长越省力。
1.使用斜面可以省力.
斜面
FL
=Ｇh
或
因为斜面L>h,所以F三、斜面： 一种可以省力的简单机械
例：盘山公路
－－斜面越缓越省力
螺旋是也是斜面的一种应用
斜面的应用
斜面越缓越省力
实际的斜面往往是粗糙的，存在着摩擦
F
h
L
G
f
N
FL
W总=
W有
=Ｇh
所以：FL
=Ｇh+fL
W额=fL
因为：
η=
W有
W总
＝
Gh
FL
思考：我们如何来测定实际斜面的机械效率？
探究：测定斜面的机械效率
讨论测量方案
1、你测量斜面的机械效率依据（或原理）是什么？
2、实验中需要进行哪些操作？需要测量哪几个量？各需什么仪器？
3、如何设计记录表格？
探究：测定斜面的机械效率
器材：
斜面、刻度尺、弹簧秤、小车（或物块）
待测物理量：
G、F、L、h
斜面机械效率计算式：
η=
W有
W总
＝
Gh
FL
探究：测定斜面的机械效率
测长度L
测高度h
测拉力F
条件：匀速拉物块
测物块重力G
计算机械效率：Gh/FL
二、调节斜面
一、测物块重力G
三、匀速拉物块
，测拉力F
四、测斜面长度L和高度h
五、计算机械效率：
η=
W有
W总
＝
Gh
FL
小车重量G/N 斜面高度h/m 沿斜面拉力F/N 斜面长s/m 有用功
W有/J 总功
W总/J 机械效率
猜想：
机械效率与哪些因素有关？
可能与倾斜角度、摩擦等
探究：斜面的机械效率与斜面的 倾角的关系
改变木板的倾斜程度,再测量两次斜面的机械效率
斜面的倾角可调节
1.你认为省力多少与斜面的倾斜程度有什么关系
2.斜面的机械效率与它的倾斜程度有什么关系
斜面的倾斜程度 小车重量G/N 斜面高度h/m 沿斜面拉力F/N 斜面长s/m 有用功
W有/J 总功
W总/J 机械效率
较缓
较陡
最陡
教学总结
本节重点内容可以概括为两个“一”：
“一个概念”即机械效率：是指有用功与总功的比值。机械效率大，表示使用机械做功时有用功在总 功中占的份额大，因此机械效率越大的机械越好。
“一条规律”即机械功原理：使用任何机械做功时，动力对机械做的功（W总），等于机械克服所有阻力做的功（W有用+W额外）。（使用任何机械都不能省功）
W总= W有用+W额外
用功率为1470瓦的电动机带动起重机，以3米/秒的速度匀速提升物体，起重机的效率为80%，用它提起物体的最大重力是多大？
P η = F V
F = 392牛(共68张PPT)
人们使用机械的目的是什么？
有的是为了省力，有的是为了省距离，有的是为了方便。
从功和能的角度分析，使用机械时，能否省功呢？
要把这个物体运到高处，有哪些方法？
用手直接把物体提上去．
用杠杆把物体提上去．
用动滑轮或滑轮组
使用任何机械都不能省功．
功的原理:
项目 直接手提 杠杆提 滑轮提
所用的力F（牛）
通过的距离S（米）
所做的功（焦）
G
h
W1=Gh
G/4
4h
W2=Gh
G/2
2h
W3=Gh
W1 W2 W3
=
=
使用机械时，人们对机械所做的功，都等于不用机械而直接用手所做的功
功的原理：
使用机械时，人们对机械所做的功，都等于不用机械而直接用手所做的功
使用任何机械时，动力对机械所做的功，一定等于机械克服阻力所做的功。
使用任何机械不能省功。
W1=W2
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。
（1）拉力做多少功？
（2）如用手直接提起做功多少？
W手=Gh=100N×2m=200J
W用机械=FS=60N×4m=240J
为什么利用实际机械做的功大于不用机械直接用手做的功呢 ？
F
S=2h=2×2m=4m
F
用如图所示的滑轮组提升重为600牛的重物，动滑轮重20牛，则拉力要多大？（摩擦及绳的重力不计）
F＝1/2（G物＋G动） ＝1/2（600牛＋20牛）＝310牛
要使重物上升2米，绳子自由端需拉过几米？
s＝2h＝2×2米＝4米
拉力所做的功是多少焦？
W＝Fs＝310牛×4米＝1240焦
提升重物所做的功是多少焦？
W＝G物h＝600牛×2米＝1200焦
提升动滑轮所做的功是多少焦？
W＝G动h＝20牛×2米＝40焦
希望做的功
不希望做的功
某人用动滑轮将重为G1的米袋提升h高度，设动滑轮重为G2，不考虑绳子重和滑轮轴心处的摩擦，人所做的功为多大？
W=Fs=
=G1h+G2h
=W1+W2
利用动滑轮提升物体是时，在人所做的两部分功W1和W2中，哪个功是我们所必需做的？哪个功并不是我们必需做的，但又不得不做的？
1、有用功：必需做的功
一、有用功与额外功
2、额外功：不需要但又不得不做的功 （机械克服摩擦、克服机械自重等额外阻力所做的功）
3、总功：有用功＋额外功（动力所做的功）。
W总＝W有用＋W额外
额外功：
总功：动力所做的功 W总=FS
W总＝W有＋W额
F
以用滑轮组提升重物为例分析：
克服被提升物体的重力G所做的功
W有＝Gh
A、克服动滑轮的重力G/所做的功
B、克服轮轴间的摩擦所做的功
C、克服绳重所做的功
W额＝G/ h
用水桶从井中提水的时候，所做的功哪部分是有用功？那部分是额外功？
用水桶从井里提水，目的是把水提上来，所以 提水所做的功是有用功; 提桶所做的功是额外功
从井里捞桶的目的是把桶捞上来，所以 提桶所做的功是有用功; 提水所做的功是额外功
如果桶掉进井里，从井里捞桶的时候，捞上的桶里带了一些水，这种情况下哪部分是有用功，哪部分是额外功？
还有克服摩擦作了功;
额外功小些好。
在上述实例（用动滑轮提米袋）中，如果考虑绳子的重和动滑轮轴心处的摩擦，所做的额外功还有哪些？你希望额外功大些，还是小些？
从能量转化的角度，可以对上述实例中的各种功进行如下的分析：
总 功
人提供的能量
有用功
额外功
米袋增加的势能
动滑轮增加的势能
怎样描述机械工作时能量的利用率呢？
机械效率
:有用功跟总功的比值
二、机械效率
1、公式：
3、η的特点:
（1）无单位
（2）总小于1
（3）一般用百分数表示
2、意义：反映有用功在总功中所占的比例，机械效率越大，机械工作时能量的利用率越高。
起重机的机械效率是60%
它表示什么意思？
使用起重机提升重物时所做的有用功跟总功的比值是60%，也可以说有用功在总功中占有60%，另外的40％是额外功．
离心式水泵60%－80%
柴油机28%－37%
起重机40%－50%
汽油机 22%－27%
电动机 80%－90%．
燃气轮机 20%－30%．
1804年特雷维辛克发明的蒸汽机车．
蒸汽机的效率通常只有6%－15%．
空气喷气发动机 50%－60%
额外功不为零.
1.为什么机械效率总是小于1？
有用功总小于总功,
所以机械效率总小于1
2.你认为可以从哪些方面提高机械效率？
从减小额外功和增大有用功两个角度考虑.
提高机械效率的方法：
（1）减小摩擦来减少额外功
（2）减小机械本身的重力来减少额外功
（3）增加提升物体的重力来增加有用功
小明用一只水桶从井口提水，第一次提起半桶水，第二次提起一满桶水，比较两次提水的有用功、额外功和机械效率的大小。
W有1 < W有2
F
F
Ｇ
甲
乙
Ｇ
甲省力，
乙机械效率高
同样重物被提升同样高度，哪个省力？哪个机械效率高？
此滑轮组的机械效率和哪些因素可能有关？
G’
G
绕法
上升的距离H
实验该怎么做？
G
G=200N
G’=50N
例1 用一动滑轮将重200N的砂子提到9m高的脚手架上，所用力是120N，求有用功、总功、机械效率各是多少？
解：
答：有用功是1800J,总功是2160J,机械
效率是83.3%
F
由题意得
如图所示的滑轮组，若用150牛的拉力将400牛的物体匀速提起2米，该滑轮组的机械效率多高？
解：W有用=GH=400牛×2米=800焦
W总=FS=150牛×8米=1200焦
=600焦/1200焦×100%
=50%
F
利用图示滑轮组把重400牛的物体匀速提升1米。若每个滑轮重60牛
①若摩擦不计,求所做的有用功为多少焦？额外功为多少焦？总功为多少焦？滑轮组的机械效率为多少？
②由于摩擦原因，人实际用力为250牛，则所做的有用功又为多少焦，总功为多少焦，此滑轮组的机械效率为多少 克服摩擦所做的额外功是多少
例2：某人用如图所示的滑轮组提升2000牛的重物，使用的拉力是800牛，绳子自由端被拉下4米。 （1）这个人做的总功是多少焦？ （2）有用功是多少焦？（3）额外功是多少焦？（4）这个滑轮组的机械效率是多少？
F
G
已知：G=2000牛 F=800牛 S=4米 n=4
求：
答：（略）
例3：
（1）不计摩擦及动滑轮重力，提起货物所用的力？ （2）若实际拉力为500牛，则这个滑轮组的机械效率是多少？
F
G
G=1200牛
300牛、 60%
你会选哪种方法呢？
砂子重100N，体重400N， 动滑轮重10N，桶重20N， 口袋重5N，每层高3米
W有用=G·h=100N×6m=600J
W额外=G人h +G桶h
=400N ×6m+20N×6m=2520J
W总=W有用+W额外
=600J+2520J=3120J
=600J/3120J=19.2%
η=
W有用=G·h=100N×6m=600J
W额外=G动h+G桶h
=10N ×6m+20N ×6m=180J
W总=W有用+W额外=600J+180J=780J
=600J/780J=76.9%
η=
W有用=G·h=100N×6m=600J
W额外= G动h+G袋h
=10N ×6m+5N ×6m=90J
W总=W有用+W额外=600J+90J=690J
=600J/690J=87%
η=
例题:起重机把质量为0.6t的重物提升了3m,而它的电动
机所做的功是3.4×104J,起重机的效率是多少
解: 起重机提升重物所用的力等于物体所受的重力
F=G=mg=0.6 ×103 kg ×10 N / kg=6 × 103 N
起重机提升重物所做的功是有用功
W有用 = G h=6 × 103 N ×3m=1.8 × 104 J
起重机的电机所做的功是总功
W总=3.4× 104J
起重机的机械效率是:
=
___________
1.8 × 104 J
3.4 × 104 J
=53%
用滑轮组把720牛重的货物提高10米，若滑轮组的机械效率是60%，求有用功，总功和额外功。
解：W有＝Gh＝720N×10m＝7200J
因为：
η=
W有
W总
所以
W总＝
W有
η
=7200J÷60％＝12000J
W额=W总－W有＝12000J－7200J=4800J
答：略
F
将重1000N的物体沿水平方向匀速拉动，物体与地面间的摩擦力为300N，作用于绳子自由端的水平拉力为250N，使物体在20s前进了10m，据题条件，你能求出哪些量呢？
机械效率的定义 ： 有用功跟总功的比值
小结：
有用功 ：对人们有用的功
额外功 ：人们不需要但又不 得不做的功
总功 ：有用功与额外功的总和
公式：
∴ 永远小于1
判断：下面说法中是否正确
1. 做功多的机械，机械效率高
2．做总功越多，机械效率越低
3．做相同的有用功，额外功越少，机械效率越高
4．做相同的总功时，有用功越多，机械效率越高
5．用不同的滑轮组，做的有用功相同时，机械效率一定相同
6．因为有用功总小于总功，所以机械效率总小于1
7．做的额外功一定时，总功越少，机械效率越高
8．有用功在总功中占的比例越大，机械效率越高．
机械效率高的机械省功
机械效率高的机械有用功占总功比值大
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．有用功总小于总功,所以机械效率总小于1
7．做的额外功一定时,总功越少,机械效率越高
8、做有用功多的机械效率高。
9、功率大的机械效率高。
10、总功一定时，有用功多的机械效率高
判断：下面说法中是否正确．
辨析：
1.在使用机械时，动力对机械做的功是总功，机械对物体所做的功是有用功。
2.利用机械做功时，额外功对人们没有用，因此可以不做。
3.有用功越大，机械效率越高。
4.额外功越少，机械效率越高。
5.机器的功率越大，机械效率越高。
机械效率和功率无关
3.机械工作时，功率越大，是否机械效率就越高呢？
2、用动力臂是阻力臂2倍的杠杆将重400N的货物抬高20cm，手向下压杠杆的力是220N，手下降的高度 是 cm，人做的总功是 J，有用功是 J，这根杠杆的机械效率是 。
40
88
80
90.9%
一人用50牛的力压杠杆，在2s内把重150N的物体升高了0.2m，人手下降0.8m，则杠杆对物体做功的功率为____，杠杆的机械效率为_____。
15W
75℅
刻度尺、钩码、弹簧秤、滑轮组两个、铁架台、长约2m的细绳。
实验器材：
测定滑轮组机械效率
在测定滑轮组机械效率的实验中：
⑴根据的原理是_____________。
⑵实验中需要的测量工具有________和____________。
⑶需要直接测量的物理量有：绳端的拉力F、___________、__________和______________。
⑷实验时拉力的方向应尽量________，且应在钩码__________的过程中读取拉力的大小。
η=W有／W总
刻度尺
弹簧测力器
物体重G
物体上升高度h
绳自由端移动距离S
竖直向上
匀速移动
F
⑸某同学测定图示装置滑轮组的机械效率,他设计了如下表格记录数据如下：
G(N) H(m) F(N) S(m) W有 W总 η
1 1 0.1 0.4 0.3
2 2 0.1 0.6 0.3
3 2 0.1 0.8 0.3
⑹比较1、2两组得到结论为（ ）
比较2、3两组得到结论为（ ）
（7）通过实验，我们知道影响滑轮组机械效率的大小因素是________和________、_________的影响。
随物重的增加而变大；随动滑轮重的增加（常表现在个数的增加上）而变小。
（8）问题讨论
1、当滑轮组不变时，增加物重，有用功一定增加吗？总功一定增加吗？有用功占总功的比例如何变化？能否无限的增加物重呢？
2、当物重不变时，能采用哪些方法减小额外功呢？能采用哪些方法减小机械效率呢？
用定滑轮、动滑轮和滑轮组分别提起同一重物，若不计摩擦和绳的重力，则三种情况下的机械效率（ ）
A.动滑轮最高 B.滑轮组最高
C.定滑轮最高 D.三者相同
C
“机械效率大的简单机械，一定比机械效率小的简单机械省力。”这句话对吗？
一个滑轮组改进后提高了机械效率，用它把同一个物体提升同样高度，改进后与改进前相比（ ）
A.做的有用功减少了
B.总功不变，有用功增加了
C.总功不变，额外功减少了
D.有用功不变，总功减少了
D
用一动滑轮提起重物（不计摩擦和滑轮重及绳重），人做了100J的功，使物体升高4m，则物重为（ ）
A.12.5N B.25N
C.50N D.100N
B
F
用图示的滑轮组匀速提起1200N的货物，绳子自由端的拉力为500N，此时滑轮组的机械效率为_______；当用此滑轮组提起重600N的货物时，绳子自由端所需拉力至少为_________N。
80℅
300
某学生在做“测定滑轮组机械效率”实验时，记录情况如下表格：
1）在表格内填入机械效率的计算式及计算结果．
2）在图2中画出实验时细线的缠绕方式．
3）若改用二个动滑轮二个定滑轮来提升原来的重物，则弹簧秤上示数将 （填变大、变小、不变，下同）；此时滑轮组机械效率将 ，其原因:
4)本实验中若没有刻度尺测高度及绳自由端移动距离，则滑轮组机械效率应按η= 来计算。
83.3%
有用功不变,额外功变大
G/3F
变小
η=W有/W总
变小
11、如图10所示，用一滑轮组拉着重8×104牛的汽车沿水平方向匀速移动，汽车所受的阻力为车重的0.03倍，此滑轮组的机械效率为80%。 （1）求拉力F为多少牛？ （2）若汽车移动的速度为0.2米/秒，1分钟内拉力F所做的功（滑轮和绳的自重不计，且绳足够长）。
7、如图2所示的两个滑轮组，每个轮的质量都相等。用它们提升等重的物体时，作用在两个滑轮组上的动力分别为F1和F2，两个滑轮组的机械效率分别为η1和η2。若不计摩擦，则下列判断中正确的是（ ） A.一定是F1>F2
B.一定是F1η2
D.一定是η1<η2
D
9、用四只完全相同的滑轮和两根相同的绳子组成如图3所示的a、b两个滑轮组，用其提起相同的重物G。如不计滑轮与轴的摩擦，则（ ） A.a滑轮组较省力，机械效率也较高 B.b滑轮组较省力，机械效率也较高 C.两滑轮组的省力程度不同，但机械效率相同 D.两滑轮组的省力程度不同，机械效率也不同
C
6、如图5所示，物体A的质量为5千克。在拉力F的作用下，物体A以0.3米/秒的速度在水平面上作匀速直线运动，弹簧秤的示数为10牛。不计摩擦，则（1）拉力F为__________牛；（2）在10秒钟内拉力做功__________；（3）拉力的功率是__________瓦。
20
30J
3
