初二物理（人教版）-机械效率课件(共42张PPT)

(共42张PPT)
机械效率
初二年级
物理
一、回顾
简单机械在人们的生产生活中有何作用？
作用1：改变用力的方向
作用2：省力
作用3：省距离
资料
资料
一、回顾
简单机械在人们的生产生活中有何作用？
省力
省距离
改变用力方向
滑轮组
投石车
？
资料
是否存在既能省力，又能省距离的简单机械呢？
一、回顾
如果一个简单机械既省力又省距离，那么这意味着什么？
W
=
F
s
·
省功！
利用简单机械对外做功，
真的能够做到省功吗？
二、简单机械能省功吗？
s
h
F1
F2
使用动滑轮：W2=F2s
何为“省功”？
不使用机械：W1=F1h
如果W2＜
W1
，
使用这个动滑轮就省功了！
h=0.1m
实验
使用不同方式完
成同一项任务
——把重为2N的木块匀速提升0.1m
G=2N
二、简单机械能省功吗？
完成同样的任务，如果使用机械比不使用机械做功少，那么使用机械就省功。
何为“省功”？
二、简单机械能省功吗？
h=0.1m
实验
使用不同方式完
成同一项任务
——把重为2N的木块匀速提升0.1m
G=2N
二、简单机械能省功吗？
h=0.1m
实验
使用不同方式完
成同一项任务
——把重为2N的木块匀速提升0.1m
G=2N
二、简单机械能省功吗？
费力杠杆
F=4.8N
s=0.05m
W=0.24J
h=0.1m
实验
使用不同方式完
成同一项任务
——把重为2N的木块匀速提升0.1m
G=2N
斜面
F=1N
s=0.3m
W=0.3J
二、简单机械能省功吗？
h=0.1m
实验
使用不同方式完
成同一项任务
——把重为2N的木块匀速提升0.1m
G=2N
二、简单机械能省功吗？
轮轴
F=1.3N
s=0.2m
W=0.26J
h=0.1m
实验
使用不同方式完
成同一项任务
——把重为2N的木块匀速提升0.1m
G=2N
二、简单机械能省功吗？
从实验数据中，你有什么发现？
在刚才一系列的的实验中，完成我们所设定的同样的任务，使用这些简单机械都不省功！
二、简单机械能省功吗？
如果我们设定的任务变了，刚才的五种机械能省功吗？
质疑1：
2N
h=0.1m
任务1
10N
h=0.2m
任务2
二、简单机械能省功吗？
质疑2：
使用其他机械能省功吗？
二、简单机械能省功吗？
使用机械时，人们所做的功，都不会少于不用机械时所做的功。
使用任何机械都不省功！
功的原理
为什么使用机械不能省功呢？
“功的原理”所蕴含的物理本质是什么？
物体都增加了
相同的重力势能
E重
人对物体
做功
动滑轮
对物体做功
W1
=Fh
=Gh
W1=Gh
人对动滑轮
做功
E
=
E1
三、简单机械为何不能省功？
F’
F
能
量
E1
能
量
E1
能
量
h
三、简单机械为何不能省功？
E和E1（E重）存在怎样的大小关系呢？
E
E重
≥
（E
=
E重
+
E动滑轮
）
E重
动滑轮
对物体做功
W1=Gh
人对动滑轮
做功
E
=
E1
F’
F
能
量
E1
能
量
h
＞
W
＞W1
使用机械
不用机械
W
不可避免
三、简单机械为何不能省功？
E重
动滑轮
对物体做功
W1=Gh
人对动滑轮
做功
E
=
E1
F’
F
能
量
E1
能
量
h
W
＞W1
使用机械
不用机械
W
使用动滑轮
必然不省功！
三、简单机械为何不能省功？
但是，动滑轮又不能实现100%的能量传输。动滑轮从人那里获得的能量，只有一部分能按照目标传给物体，另外一部分则损耗在了动滑轮自身上。
h
E
E重
E动滑轮
动滑轮，实际上扮演着能量传输者的角色，把从人那里获得的能量传输给物体。
h
W
W1
W2
但是，动滑轮又不能实现100%的能量传输。动滑轮从人那里获得的能量，只有一部分能按照目标传给物体，另外一部分则损耗在了动滑轮自身上。
三、简单机械为何不能省功？
动滑轮，实际上扮演着能量传输者的角色，把从人那里获得的能量传输给物体。
h
四、总功=
有用功
+
额外功
W
W1
W2
W1：
要达到目的所必须要做的功
有用功W有
W2：
并非需要却又不得不做的功
额外功
W额
W有
W额
W：
总共
所做的功
总功W总
W总
不可避免
四、总功=有用功+额外功
W额：
并非需要却又不得不做的功
使用其他机械提升重物，要做额外功吗？
费力杠杆
省力杠杆
不得不提升杠杆！
要做额外功！
四、总功=有用功+额外功
W额：
并非需要却又不得不做的功
使用其他机械提升重物，要做额外功吗？
斜面
f
不得不克服摩擦！
要做额外功！
四、总功=有用功+额外功
W额：
并非需要却又不得不做的功
使用其他机械提升重物，要做额外功吗？
不得不克服轮轴
与固定轴之间的摩擦！
要做额外功！
轮轴
“轮”
“轴”
固定轴
W总
W额
W有
四、总功=有用功+额外功
使用任何机械做功，都要做额外功！
?
使用任何机械都不省功！
W总
W额
W有
四、总功=有用功+额外功
从能量传输的角度来讲，后五种情况，能量传输的性能有优劣之分吗？
比较W额？
依据？
浪费！
使用动滑轮把20N的物体提升0.5m
使用动滑轮把60N的物体提升0.5m
W总/J
14
35
W有/J
10
30
W额/J
还能直接通过W额来比较机械在能量传递时性能的优劣吗？
左边的额外功少，所以左边的性能就好一些吗？
怎样比较才更科学呢？
4
5
四、总功=有用功+额外功
还能直接通过W额来比较性能优劣吗？
4J
10J
看比例！
使用动滑轮把20N的物体提升0.5m
使用动滑轮把60N的体提升0.5m
W总/J
14
35
W有/J
10
30
W额/J
4
5
怎样比较才更科学呢？
W总=14J
W总=35J
5J
30J
4J
10J
W总=14J
W总=35J
5J
30J
机械效率
28.6%
71.4%
14.3%
85.7%
W额
W总
W有
W总
越大越好
越小越好
2.表达式：
1.定义：有用功跟总功的比值叫
机械效率（
η
）
η
=
五、机械效率
W有
W总
注：计算结果一般要求写成百分数形式
由于W总总是大于W有，
所以机械效率总小于1。
W总=
W有
+
W额
3.物理意义：
五、机械效率
机械效率越高，能量的利用效率越高，浪费得越少。
提高机械效率，对节能减排、
提高经济效益有重要意义！
使用机械做功时，
能量的利用效率。
W总
W有
W额
人
机械
物体
W有占
？%
W总
W有
W额
人
机械
物体
五、机械效率
W总
W有
W额
能源
机械
物体
蒸汽机
五、机械效率
纽科门蒸汽机
最初的机械效率~1%
资料
五、机械效率
机械效率
提高至
6%
~
15%
瓦特蒸汽机
资料
五、机械效率
汽油机
机械效率20%
~
30%
柴油机
机械效率30%
~
45%
资料
资料
五、机械效率
起重机
机械效率40%~50%
资料
资料
五、机械效率
空气喷气发动机：50%
~
60%
资料
资料
能源——人类生存和发展的基础
主要研究方向
开辟新能源
机械效率
研究如何更加高
效地利用能源
实验
理论
概念
功的
原理
机械
效率
看到了“使用机械不省功”的现象
使用机械不省功
分析了“使用机械不省功”的原因
总功=有用功+额外功
η
=
W有
W总
本质：使用机械时，
能量的利用效率。
本节课小结回顾：