《机械效率》 课件(共27张PPT)
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课件27张PPT。4. 机械效率 想一想1、做功的两个必要因素及计算公式、单位。
2、功的原理是什么？
算一算
直接用手把100N的物体提高2m所作的功是多少？
若通过一动滑轮用60N的拉力也把这一重物提高2m，拉力做的功是多少？W1=100N×2m=200JW2=60N×2m×2=240J 想想议议：要把重100N的沙子运上三楼。右图中画了三种办法，同学们讨论一下：哪种办法最好，哪种办法最不好，为什么？请思考下面的问题（1）图中三幅画的意思是什么？
把重100N的沙子运上三楼。图1是把沙子装在桶里用手提着它走上三楼；图2和图3都使用了动滑轮把沙子运上三楼，且图2是把沙子装在桶里，图3 是把沙子装在袋子里，其中桶比袋子重。
（2）图中的三种办法，每种方法中人需做几部分功？
运沙子上楼时都要克服沙子的重力做功。图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。图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；图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。
（3）那部分功是我们无论采用哪种方法都必须做的功？这部分功是多少焦耳？ 克服沙子的重力所做的功。W1=100N×6m=600J
(4)每种方法中人一共做了多少功？
方法①：（100N+400N+20N) ×6m=3120J
方法②: (100N+20N+10N) ×6m=780J
方法③ :（100N+5N+10N）×6m=690J
这三种方法的目的都是要运沙子上楼，因此把100N的沙子提高6m所做的功是有用功。而沙子装在桶里、袋子里，桶和袋子要由人或动滑轮提到楼上，所以要完成运沙子的有用功，就不得不把桶和袋子、人或动滑轮提高6m，这些功并非我们需要，但又不的不做，叫额外功。由此可知，选择第三种方法所做的额外功最少。1、额外功：摩擦是普遍存在的。我们利用简单机械工作的时候，不可避免地要克服摩擦阻力做功；机械本身有重力；在提起重物时，又不可避免地要同时提起机械的一部分部件，克服这部分阻力做功。这部分 对人们没有用但又不得不额外做的功叫额外功。
2、有用功：人们在利用简单机械提起重物时，重物的重力是有用的阻力。
克服这种有用的阻力所做的功叫有用功，它相当于不用机械直接用手所做的功。
3、总功：根据功的原理知，动力对机械做的功一定等于机械克服全部阻力（包括有用阻力、额外阻力）做的功。我们把
动力对机械做的功叫总功，它是有用功和额外功的和。即：
总功=动力对机械做的功=机械克服全部阻力做的功=有用功+额外功4、机械效率上图的三种办法中第3种办法所做的额外功最少，而我们自然希望额外功越少越好，即有用功在总功中所占的比例越大越好。因此，第3种办法最好。所以，把
有用功跟总功的比值叫机械效率。机械效率大表示有用功比总功的比值大，或者说，在有用功一定的情况下，机械效率大的机械所做的额外功少。
如果用W总表示总功，W有用表示有用功，?表示机械效率，则
?=因为W有用和W总的单位都是焦耳，因此机械效率没有单位。任何机械本身都要受到重力的作用，相对运动的零件间又存在摩擦。所以，使用任何机械除了做有用功之外，都不可避免地要做额外功，这时动力所做的功就等于有用功和额外功的和。?= 可见，W有用总小于W总，因此，机械效率总小于1。机械效率通常用百分数表示。例题： 某人用如图所示的滑轮组提升2000牛的重物，所用的拉力是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？
已知：G=2000 N,F=800N S=4m
求： W总 W有用 W额外 η答：（略）解(1)W总=F·S=800N×4m=3200J(2)W有用=G·h=2000N×1m=2000J(3)W额外= W总－ W有用=3200J －2000J=1200J=62.5％1、例题中总功、有用功、额外功中哪些功一点都不能省？
2、哪些功可以省一些？
3、额外功是机械克服哪些阻力不得不做的功？有用功一点不能省，否则达不到目的。动滑轮的自重，绳子的重以及摩擦阻力本题探讨：额外功可以想办法省一些，如减轻动滑轮重力减少动滑轮个数时，其额外功可以省一些，有用功不能省，而总功=有用功+额外功，这样总功也就可省一些。
如何提高机械效率 减小机械自重 例如：动滑轮太重，使得滑轮组机械效率很低，换用较轻滑轮就可提高其机械效率。减小机械间的摩擦力。增大物体的重量．即在额外功不变的情况下增大有用功我们总希望，有用功占总功中的份额越大越好
有用功额外功
1.右图中圆面积表示总功， 图中标出了有用功和额外功的比例，该机械的η= 巩固练习: 2.机械效率越大的简单机械必定是:
1/43/4请思考：哪种方案机械效率高？例题: 用一个动滑轮,将200N的物体匀速提升2m高，拉力F为120N，此动滑轮的机械效率是多少？分析：解题的关键是要注意用动滑轮提起重物时，动力F把绳子末端拉起的距离是被提起高度的2倍。即S=2h。已知：G=200N，
h=2m,F=120N,s=2h=4m.
求： 解：W有=Gh=200N×2m=400J
W总=Fs=120N×4m=480J
∩=W有/W总×100℅
=400J/480J×100%
=83.3%巩 固 练 习1、关于机械效率，以下说法正确的是：D、省力越多的机械，机械效率越高。C、做功越多的机械，机械效率越高；B、单位时间里做功越多的机械，机械效率越高；A、机械效率总小于１．巩 固 练 习2、某机械的机械效率是75%，这说明使用这一装置做功：D、额外功占总功的３/4。C、总功是有用功的3倍；B、有用功是额外功的3倍A、总功是额外功的３倍；巩 固 练 习3、为了提高滑轮组的机械效率，以下做法中正确的是：D、把滑轮做得更轻巧，减小滑轮在转动过程中的摩擦；C、增加承担物重的绳子股数；B、以较慢的速度匀速提升重物；A、以较快的速度匀速提升重物；巩 固 练 习巩 固 练 习 用定滑轮、动滑轮、滑轮组分别提升同一重物时，在不计磨擦阻力的情况下，机械效率最高的是（ ）
Ａ．定滑轮 Ｂ．动滑轮
Ｃ．滑轮组 Ｄ．都一样
用图所示的滑轮组将１８００牛
的物体匀速提高２米，所用
的拉力是８００牛．求：
１．绳子自由端移动的距离？
２．有用功是多少？
３．拉力所做的总功是多少？
４．滑轮组的机械效率是多少？ 巩 固 练 习 如图所示，某人用２００牛的推力沿
高为２米，长为１０米的粗糙
斜面把重为５００牛的物体
推到斜面顶端，问有用功是
多少？人的推力所做的总功为
多少？斜面的机械效率是多少？
巩固练习知识小结一、机械的三种功：
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
二、机械效率：
1、定义：有用功与总功的比值。2、公式讨论：hG匀匀速上升F动力对 滑轮做功 W= Fs对重物做功
W’= Gh提升我是目的，有利用价值。实现目的，必须由我对滑轮做功。要提升G，同时必须将我也提升。嘿，你要克服我的重力和摩擦而额外做功，否则你不能完成任务。对我们做功虽无利用价值但你又不得不做。回顾探讨：一、机械的有用功、额外功、总功1.有用功（W有用） —— 有利用价值的功2.额外功（W额外） —— 对人们没有利用价值 而又不得不做的功.
3.总功（W总）—— 是动力对机械所做的功
想想议议：用水桶从井中提水时，所做的功哪部分是有用功，哪部分是额外功？如果桶掉到井里，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？哪部分是总功？W总=W有用+W额外
二.机械效率—— 有用功跟总功的比值η= η等于1（理想）1.公式：任何机械的η总小于1（实际）2.
3.设备的效率
再见
2、功的原理是什么？
算一算
直接用手把100N的物体提高2m所作的功是多少？
若通过一动滑轮用60N的拉力也把这一重物提高2m，拉力做的功是多少？W1=100N×2m=200JW2=60N×2m×2=240J 想想议议：要把重100N的沙子运上三楼。右图中画了三种办法，同学们讨论一下：哪种办法最好，哪种办法最不好，为什么？请思考下面的问题（1）图中三幅画的意思是什么？
把重100N的沙子运上三楼。图1是把沙子装在桶里用手提着它走上三楼；图2和图3都使用了动滑轮把沙子运上三楼，且图2是把沙子装在桶里，图3 是把沙子装在袋子里，其中桶比袋子重。
（2）图中的三种办法，每种方法中人需做几部分功？
运沙子上楼时都要克服沙子的重力做功。图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。图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；图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。
（3）那部分功是我们无论采用哪种方法都必须做的功？这部分功是多少焦耳？ 克服沙子的重力所做的功。W1=100N×6m=600J
(4)每种方法中人一共做了多少功？
方法①：（100N+400N+20N) ×6m=3120J
方法②: (100N+20N+10N) ×6m=780J
方法③ :（100N+5N+10N）×6m=690J
这三种方法的目的都是要运沙子上楼，因此把100N的沙子提高6m所做的功是有用功。而沙子装在桶里、袋子里，桶和袋子要由人或动滑轮提到楼上，所以要完成运沙子的有用功，就不得不把桶和袋子、人或动滑轮提高6m，这些功并非我们需要，但又不的不做，叫额外功。由此可知，选择第三种方法所做的额外功最少。1、额外功：摩擦是普遍存在的。我们利用简单机械工作的时候，不可避免地要克服摩擦阻力做功；机械本身有重力；在提起重物时，又不可避免地要同时提起机械的一部分部件，克服这部分阻力做功。这部分 对人们没有用但又不得不额外做的功叫额外功。
2、有用功：人们在利用简单机械提起重物时，重物的重力是有用的阻力。
克服这种有用的阻力所做的功叫有用功，它相当于不用机械直接用手所做的功。
3、总功：根据功的原理知，动力对机械做的功一定等于机械克服全部阻力（包括有用阻力、额外阻力）做的功。我们把
动力对机械做的功叫总功，它是有用功和额外功的和。即：
总功=动力对机械做的功=机械克服全部阻力做的功=有用功+额外功4、机械效率上图的三种办法中第3种办法所做的额外功最少，而我们自然希望额外功越少越好，即有用功在总功中所占的比例越大越好。因此，第3种办法最好。所以，把
有用功跟总功的比值叫机械效率。机械效率大表示有用功比总功的比值大，或者说，在有用功一定的情况下，机械效率大的机械所做的额外功少。
如果用W总表示总功，W有用表示有用功，?表示机械效率，则
?=因为W有用和W总的单位都是焦耳，因此机械效率没有单位。任何机械本身都要受到重力的作用，相对运动的零件间又存在摩擦。所以，使用任何机械除了做有用功之外，都不可避免地要做额外功，这时动力所做的功就等于有用功和额外功的和。?= 可见，W有用总小于W总，因此，机械效率总小于1。机械效率通常用百分数表示。例题： 某人用如图所示的滑轮组提升2000牛的重物，所用的拉力是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？
已知：G=2000 N,F=800N S=4m
求： W总 W有用 W额外 η答：（略）解(1)W总=F·S=800N×4m=3200J(2)W有用=G·h=2000N×1m=2000J(3)W额外= W总－ W有用=3200J －2000J=1200J=62.5％1、例题中总功、有用功、额外功中哪些功一点都不能省？
2、哪些功可以省一些？
3、额外功是机械克服哪些阻力不得不做的功？有用功一点不能省，否则达不到目的。动滑轮的自重，绳子的重以及摩擦阻力本题探讨：额外功可以想办法省一些，如减轻动滑轮重力减少动滑轮个数时，其额外功可以省一些，有用功不能省，而总功=有用功+额外功，这样总功也就可省一些。
如何提高机械效率 减小机械自重 例如：动滑轮太重，使得滑轮组机械效率很低，换用较轻滑轮就可提高其机械效率。减小机械间的摩擦力。增大物体的重量．即在额外功不变的情况下增大有用功我们总希望，有用功占总功中的份额越大越好
有用功额外功
1.右图中圆面积表示总功， 图中标出了有用功和额外功的比例，该机械的η= 巩固练习: 2.机械效率越大的简单机械必定是:
1/43/4请思考：哪种方案机械效率高？例题: 用一个动滑轮,将200N的物体匀速提升2m高，拉力F为120N，此动滑轮的机械效率是多少？分析：解题的关键是要注意用动滑轮提起重物时，动力F把绳子末端拉起的距离是被提起高度的2倍。即S=2h。已知：G=200N，
h=2m,F=120N,s=2h=4m.
求： 解：W有=Gh=200N×2m=400J
W总=Fs=120N×4m=480J
∩=W有/W总×100℅
=400J/480J×100%
=83.3%巩 固 练 习1、关于机械效率，以下说法正确的是：D、省力越多的机械，机械效率越高。C、做功越多的机械，机械效率越高；B、单位时间里做功越多的机械，机械效率越高；A、机械效率总小于１．巩 固 练 习2、某机械的机械效率是75%，这说明使用这一装置做功：D、额外功占总功的３/4。C、总功是有用功的3倍；B、有用功是额外功的3倍A、总功是额外功的３倍；巩 固 练 习3、为了提高滑轮组的机械效率，以下做法中正确的是：D、把滑轮做得更轻巧，减小滑轮在转动过程中的摩擦；C、增加承担物重的绳子股数；B、以较慢的速度匀速提升重物；A、以较快的速度匀速提升重物；巩 固 练 习巩 固 练 习 用定滑轮、动滑轮、滑轮组分别提升同一重物时，在不计磨擦阻力的情况下，机械效率最高的是（ ）
Ａ．定滑轮 Ｂ．动滑轮
Ｃ．滑轮组 Ｄ．都一样
用图所示的滑轮组将１８００牛
的物体匀速提高２米，所用
的拉力是８００牛．求：
１．绳子自由端移动的距离？
２．有用功是多少？
３．拉力所做的总功是多少？
４．滑轮组的机械效率是多少？ 巩 固 练 习 如图所示，某人用２００牛的推力沿
高为２米，长为１０米的粗糙
斜面把重为５００牛的物体
推到斜面顶端，问有用功是
多少？人的推力所做的总功为
多少？斜面的机械效率是多少？
巩固练习知识小结一、机械的三种功：
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
二、机械效率：
1、定义：有用功与总功的比值。2、公式讨论：hG匀匀速上升F动力对 滑轮做功 W= Fs对重物做功
W’= Gh提升我是目的，有利用价值。实现目的，必须由我对滑轮做功。要提升G，同时必须将我也提升。嘿，你要克服我的重力和摩擦而额外做功，否则你不能完成任务。对我们做功虽无利用价值但你又不得不做。回顾探讨：一、机械的有用功、额外功、总功1.有用功（W有用） —— 有利用价值的功2.额外功（W额外） —— 对人们没有利用价值 而又不得不做的功.
3.总功（W总）—— 是动力对机械所做的功
想想议议：用水桶从井中提水时，所做的功哪部分是有用功，哪部分是额外功？如果桶掉到井里，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？哪部分是总功？W总=W有用+W额外
二.机械效率—— 有用功跟总功的比值η= η等于1（理想）1.公式：任何机械的η总小于1（实际）2.
3.设备的效率
再见