第十一章《简单机械和功》
第五节
机械效率
【学习目标】
1.知道什么是有用功、额外功和总功,知道三者间的关系.
2.理解机械效率的概念、知道其物理意义及公式,会计算常见简单机械的机械效率.
【重点难点】
重点:理解有用功、额外功和总功
难点:常见简单机械的机械效率的简单计算
【预习导航】
你能与大家分享一下预习成果吗?
通过预习我知道了:
你还有那些疑问?
你打算做些什么?
【互动突破】
(一)活动11.5
再探动滑轮
活动一:探究“手拉绳子做的功与动滑轮对钩码做的功之间的关系”
如图所示,用手通过一个弹簧测力计沿
方向
拉一个动滑轮,使挂在它下面重为G的钩码缓缓上升.
1、需要测量的物理量
2、需要计算的量
3、设计记录数据的表格
4、
实验分析:手拉绳做的功和动滑轮对钩码所做的功相等吗?哪个大?找一找其中的原因,与同学们交流一下.Fs
Gh
即
W手拉绳
W动对钩
原因是:
(二)认识有用功、额外功、总功和机械效率
上述实验中哪部分功对我们是有用的,是必须做的?哪部分功对我们没有用但又不得不做的?哪部分功是总功?有用功、额外功和总功三者之间有何关系?
三者关系:
活动小结:在物理学中,我们把
叫做机械效率,用字母
表示.其表达式为
.
议一议:你认为机械效率有没有单位?它会不会达到或超过1?某机械的机械效率为70%,它表示什么物理意义?
算一算:你能算出实验中动滑轮的机械效率吗?
议一议:用动滑轮和斜面提升重物时,分别怎样计算有用功、
额外功、总功和机械效率?
简单
机械
装置图
有用功
W有
/J
总功
W总
/J
额外功
W额
/J
机械
效率η
动
滑
轮
斜
面
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?
例2.如图所示,物体A在2.5N的拉力F作用下沿水平面匀速运动了1m,物体A重20N,受到水平面的摩擦力f为4N,则拉力F做的功是__
__J,滑轮的机械效率是__
__
_(不计滑轮重力)。
【总结提升】
在本节课学习中,你已经学到了什么?你还有哪些疑问?你还想解决哪些新问题?
【当堂训练】
1.下列关于机械效率的说法正确的是(
)
A.机械效率不可能达到100%
B.随着科学技术的发展,机械效率可能会大于100%
C.滑轮组的机械效率一定大于动滑轮的机械效率
D.杠杆的机械效率一定大于动滑轮的机械效率
2.甲吊车比乙吊车的机械效率高,当它们分别把相同质量的物体匀速提升相同高度时,下列说法正确的是(
)
A.甲吊车的电动机做的有用功较多
B.乙吊车的电动机做的额外功较多
C.甲吊车的电动机做的总功较多
D.甲、乙两吊车的电动机做的总功相同
3.如图,物体G在竖直向上的拉力F的作用下,匀速上升0.2m,已知G=18N,F=10N。这一过程中,不能得到的结论是(
)
A.绳子自由端上升0.4m
B.拉力F做功4J
C.动滑轮重为2N
D.该动滑轮的机械效率为90%
4.一体重为400N
的小明由于找不到其它的机械.只好亲自动手将100N
重的物体搬到3
m高的二楼上.他对物体做的功是
J,他的效率是
.
5.用滑轮和桶组成的装置来提水,如图所示,已知滑轮重
4N,桶重6N,桶中水重50N,现将这桶水在4s内匀速提升了5m,不计绳重及摩摔。
求:(1)拉力F做的功和功率;
(2)该装置的机械效率.