苏科版九年级上册物理 11.5 机械效率 课件(27张ppt)

对砂子做功
议一议：
对砂子做功
三种提沙方法中的W有、W额、W总分别为多少？
三种提沙方法中的机械效率η分别为多少？
5、机械效率公式：
4. 利用如图所示装置将重为100N的物体匀速从斜面的底端拉到顶端。已知斜面的长是5m，高是2m，拉力为F=50N，则该装置的机械效率为（ ）
A. 40% B. 50% C. 80% D. 100%
要把重100N的沙子运上三楼。下图画了三种办法。同学们讨论一下：哪种办法最好，哪种办法最不好，为什么？
学 生 讨 论
学 生 讨 论
对空桶做功
克服自身重力做功
并不需要做 但
又不得不做的功
对人们有用
必须做的功
3m
3m
方法1
他的目的是：
把沙子运上三楼
手提水桶提沙子
一、有用功和额外功
1.有用功（W有）：为了达到工作目的，必须做的功
2.额外功（W额）：为了达到工作目的，并非我们所
需要但又不得不做的功
3.总 功（W总）：动力所做的所有功
即有用功与额外功的总和
W总 = W有 + W额
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。
想一想；议一议：
对空桶做功
对动滑轮做功
W有
方法2：
方法3：
}
W额
}
W总
对砂子做功
对口袋做功
对动滑轮做功
W有
}
W额
}
W总
另两种提沙方法中做的有用功、额外功、总功分别是哪些？
方法2
方法3
动滑轮提水桶提沙子
动滑轮提口袋提沙子
理解机械的三种功
G
F
要提升G，同时必须将动滑轮也提升。这时，你要克服动滑轮重力和摩擦而额外做功，否则你不能完成任务。这部分功无利用价值而又不得不做，是额外功。
提升物体G是目的,有利用价值,是有用功
要实现目的，完成有用功,必须施加动力F对滑轮做功，动力所做的是总功
如：用竖直方向上
的滑轮提升物体G
无论采取那种方法都必须做的功。即：为达到目的所必须做的功。
（1）举高重物时：
W有用=G物·h
W有=f摩擦·S物
（2）在粗糙水平面上移动物体时：
有用功
并非人们需要但又不得不做的功
（1）克服机械自重做功：
W额外=G动滑轮·h
使用动滑轮或滑轮组时：
（2）克服机械间的摩擦做功：
使用斜面时：
W额外=f摩擦·L
额外功
动力对机械所做的功.
有用功和额外功的和等于总功。
W总=W有用+ W额外
公式（1） ：
公式（2） ：
W总=F动力·S动力
作用在机械上的动力
动力作用点移动的距离
总功
W有1 = G沙 h
方法2：
方法3：
W额1 =（G桶 + G人）h
W总1 =（W有1 + W额1）
方法1：
= 100N×6m
= 600J
= (20N+400N)×6m
= 2520J
= 3120J
W有2 = G沙 h = 600J
W额2 =（G桶 + G轮）h
W总2 =（W有2 + W额2）
= (20N+10N)×6m
= 180J
= 780J
W有3 = G沙 h = 600J
W额3 =（G袋 + G轮）h
W总3 =（W有3 + W额3）
= (5N+10N)×6m
= 90J
= 690J
3m
3m
沙子重100N 桶重20N
体重400N 口袋重5N
动滑轮重10N
方法2
方法1
方法3
算一算：
二、机械效率
（1）机械效率通常用百分数表示，没有单位.
1. 定义：有用功跟总功的比值叫机械效率（η）
（2）机械效率总小于1 .
（因为有用功总小于总功）
2. 公式：
3. 特点：
W有1 = G沙 h
方法2：
方法3：
W额1 =（G桶 + G人）h
W总1 =（W有1 + W额1）
方法1：
= 100N×6m
= 600J
= (20N+400N)×6m
= 2520J
= 3120J
W有2 = G沙 h = 600J
W额2 =（G桶 + G轮）h
W总2 =（W有2 + W额2）
= (20N+10N)×6m
= 180J
= 780J
W有3 = G沙 h = 600J
W额3 =（G袋 + G轮）h
W总3 =（W有3 + W额3）
= (5N+10N)×6m
= 90J
= 690J
η1 =
W有1
W总1
=
}
600J
3120J
= 19.2%
η2 =
W有2
W总2
}
=
600J
780J
= 76.9%
η3 =
W有3
W总3
}
=
600J
690J
= 87.0%
再算算：
有用功相同，额外功越少机械效率越高
提升
移动
起重机的机械效率是60%
它表示什么意思？
1.使用起重机提升重物时所做的有用功跟总功的比60%
2.也可以说有用功在总功中占有60%，另外额外功占40％
4.机械效率的意义
有用功所占总功的比例越大，机械效率越高。
机械效率与 是否省力.功率大小. 提升高度.
绳子的绕法.做功的多少无关。
例1.用一动滑轮将货物400N的货物匀速提到
高2m，所用拉力是250N，求有用功、额外功. 总功和动滑轮的机械效率各是多少？
分析：使用动滑轮省了力，却费了距离，货物提高 2m，
绳子的自由端拉力通过的距离为4 m，
已知：G=400N h=2m S=4m F=250N
求： W有 W额 W总 η
W额= W总 —W有 =1000J－800J=200J
三.例题
例2. 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：
已知：G=200N h=9m S=18m F=120N
请你判断：1.下面说法中是否正确？
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．做相同的总功时，有用功越多，机械效率越高（ ）
7．机械效率越高，越省力（ ）
√
√
×
×
×
×
×
练习
2.一台起重机将重600N的货物提高4m.如果额外功是
9600J，起重机的有用功是多少？总功是多少？
机械效率是多少？
练习
已知：G=-----N h=---m W额 =-------J
求： W有 W总 η
解：
W总= W额+W有 =
%
=
1 ．如图所示，建筑工地上，工人用一个动滑轮将重720N的重物匀速提升5m，工人所用拉力为450N，求：
（1）工人做的总功
（2）该动滑轮的机械效率
（３）不考虑摩擦，求动滑轮的重
（４）提升的物体重为９００Ｎ，
该动滑轮的机械效率为多少？
2．如图所示，在50N的水平拉力F作用下, 重800Ｎ的物体沿水平地面做匀速直线运动, 物体与地面间滑动摩擦力为120Ｎ.则滑轮组的机械效率为 _______ ；若物体的速度为0.2m/s,则1min内拉力做的功为 ______ J，功率为＿＿Ｗ．
F甲
G
F乙
G
甲
乙
3.用它们分别将重相同的甲、乙两物体匀速提升相同的高度，所用的拉力分别为F甲、F乙，它们的机械效率分别为η甲、η乙。则F甲_____F乙 η甲_____η乙（选填“＞”、“＜”或“＝”）
探究动滑轮的机械效率
一、影响动滑轮的机械效率的因素
减轻动滑轮自重
减小滑轮转轴间的摩擦力
增加提升的物重。
减轻绳重
二、如何提高动滑轮的机械效率
1、动滑轮自重、滑轮摩擦、绳重
2、提升的物体重力
滑轮组的机械效率与提升的高度、绳子的股数无关。
如何提高动滑轮的机械效率
减轻动滑轮自重
减小滑轮转轴间的摩擦力
提高提升的物重。
减轻绳重
方法一
方法二
知识小结
一、机械的三种功：
有用功——有利用价值的功。
总功——动力对机械所做的功。
额外功——对人们无利用价值而又不得不做的功。
二、机械效率：
1、定义：有用功与总功的比值。
2、公式讨论：