(共26张PPT)
你知道生活中的
一词吗?
种子的发芽率
树的成活率
油烟净化率
工作效率
“率”
“率”=有用量/总量
表示事物某一方面的优劣。
导入新课
简单机械
1.
知识与技能
了解什么是有用功、额外功和总功。
理解什么是机械效率。
2.
过程与方法
通过参与探究斜面机械效率的活动,学习拟订简单的科学探究计划和实验方案。
3.
情感态度与价值观
在实验中培养合作精神,养成实验结果的科学态度。
教学目标
1.
有用功和额外功
2.
机械效率
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要把重100
N的沙子运上三楼。下图画了三种办法。
1.
有用功和额外功
哪种办法最好,哪种办法最不好?
想想议议
人提沙子做功
对沙子做功
对桶做功
W1
=
600
J
克服自重做功
总功
3120
J
额外功2520
J
沙子重
100
N
人体重
400
N
动滑轮重
10
N
桶重
20
N
口袋重
5
N
地面到三楼高
6
m
W2
=
120
J
W3
=
2400
J
有用功600
J
①
对沙子做功
W1
=
600
J
对桶做功
对动滑轮做功
有用功600J
额外功180J
沙子重
100
N
人体重
400
N
动滑轮重
10
N
桶重
20
N
口袋重
5
N
地面到三楼高
6
m
②
人拉滑轮利用桶做功
W2
=
120
J
W3
=
60
J
总功
780
J
对沙子做功
对口袋做功
对动滑轮做功
人拉滑轮利用口袋做功
沙子重
100
N
人体重
400
N
动滑轮重
10
N
桶重
20
N
口袋重
5
N
地面到三楼高
6
m
③
W1
=
600
J
W2
=
30
J
W3
=
60
J
有用功600J
额外功90J
总功
690
J
这种办法最好!
在做有用功的同时,人们不需要但又不得不做的功,叫做额外功。
我们要做的,必须做的功,叫做有用功。
有用功加额外功是总共做的功,叫总功。
即:W总=W有用+W额外
提升重物是目的,是有用功。
要达到目的,完成有用功,必须施加力
F
对滑轮做功,是总功。
例如:滑轮
——有用功跟总功的比值。
注:机械效率一般用百分数表示,没有单位。
2.
机械效率
我们总希望,有用功占总功的份额越大越好。
公式:η=
=
W额外>0,W总>W有用 所以η<1
W额外=0,W总=W有用
所以η=1
分析公式:
起重机的机械效率是50%,它表示什么意义?
使用起重机提升重物时所做的有用功跟总功的比值是50%,也可以说有用功在总功中占的比例是50%,另外的50%是额外功。
【简介常见机械的效率
】
滑轮组
50%—70%
起重机
40%—50%
抽水机
60%—80%
离心式水泵
60%-80%
因此,使用机械时,要充分发挥机械设备的作用,减小额外功以提高机械效率。
请谈谈我们可以采取哪些措施来提高机械效率?
减小摩擦
减小机械本身的重力
用水桶从井中提水的时候,所做的功哪部分是有用功,哪部分是额外功?
提水所做的功是有用功,提水桶所做的功是额外功。
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?
提水桶所做的功是有用功,提水所做的功是额外功。
斜面的机械效率和哪些因素有关?
W总=Fs
W有用=Gh
W额=f·s
=W总-W有用
斜面的机械效率因素:
实验设计:
实验中需要测量哪几个量?
斜面的倾斜角可调节
进行实验:
斜面倾斜角度不同时,用力
F
拉物体沿斜面运动,已知重物
重力为
G
测量物体沿斜面移动的距离
s
测量斜面的高度
h
记录数据:
10
20
30
50
50
50
5
10
15
斜面倾斜程度
木块重力G/N
斜面高度h/m
有用功
W有/J
沿斜面拉力F/N
沿斜面移动距离s/m
总功
W总/J
机械效率
较缓
5
较陡
5
最陡
5
1.
机械的三种功:
有用功——有利用价值的功。
额外功——对人们无利用价值而又不得不做的功。
总功——动力对机械所做的功。
2.
机械效率:
定义:有用功与总功的比值。
小结
用滑轮组提升重为600
N
的重物,动滑轮重20
N,拉力要多大?(摩擦及绳的重力不计)
F=1/2(G物+G动)=1/2(600
N+20
N)=310
N
要使重物上升2米,绳子自由端需拉过几米?
s=2·h=2×2
m=4
m
拉力所做的功是多少焦?
W=F·s=310
N×4
m=1240
J
提升重物所做的功是多少焦?
W=G物h=600
N×2
m=1200
J
提升动滑轮所做的功是多少焦?
W=G动h=20
N×2
m=40
J
1.
有用功是14400J,总功是24000J,机械效率是60%,起重机提升装货物用的容器所做的功、各部件之间的摩擦做功等都是额外功。
2.
没有机械效率为100%的机械,因为使用任何机械都要做额外功,也就是说有用功总小于总功,所以机械效率总小于1。
3.
提高机械效率的主要办法是:改进机械的结构,例如提水时用容积较大而重量较轻的水桶等;按规程进行保养、合理使用以减小摩擦。