沪粤版九上物理精优课件11章第3节如何提高机械效率第1课时什么是机械效率课件（33张PPT）

2020年秋粤沪版 九年级上册物理 精优课件
第 3节 如何提高机械效率
第1课时 什么是机械效率
1.了解什么是有用功、额外功和总功.
2.理解什么是机械效率.
3.会计算简单机械的机械效率.
学 习 目 标
新 课 引 入
小明家最近买了一处新楼房，家在三楼。想把洗手间、厨房装修一下，需把沙子运到三楼。请同学们根据需要，选择器械帮助小明家解决这个问题，看看哪个小组选的办法最好？
②人做功
①人做功
1.对沙子做功
2.对桶做功
3.克服自重做功
③人做功
1.对沙子做功
2.对桶做功
3.对动滑轮做功
必须做的，对我们有用的功
不需要的，但又不得不做的功
——有用功
——额外功
4.克服摩擦做功
1.对沙子做功
2.对桶做功
3.克服摩擦做功
新 课 讲 解
一、有用功和额外功
要提升沙子，必须将动滑轮和口袋也提升，同时还要克服摩擦做功。这些功是对人们无用但又不得不做的功：额外功。
提升沙子是目的，有利用价值，对沙子做的功是对人们有用的功：有用功。
有用功和额外功之和等于总功。
W有=G沙h
W总= W有+ W额
W总=Fs
有用功、额外功、总功
理解机械的三种功
要提升????，同时还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????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????对滑轮做功，动力所做的是
总功
?
如：用轮滑竖直向上
提升物体????
?
拓 展
理解机械的三种功
要提升泥土，同时必须将抓斗、机械臂也提升。这时，你要克服抓斗、机械臂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
提升泥土是目的,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????对挖掘机做功，动力所做的是
总功
?
如：利用挖掘机挖掘、搬运泥土
拓 展
机械的三种功
有两个
效果
克服机械自身部
件（如动滑轮、
绳子）的重力和
摩擦等而做的功
实现目的，有利用价值的功
实现目的而做功
????有用＝????h
?
????额外＝????动?h
?
????额外＝?????摩????
?
????额外＝????绳?h
?
拓 展
根据功的原理
为达到目的，克服机械本身重力和摩擦，对人们无利用价值而又不得不做的功
动力对机械所做的功
提水
事例
目的
有用功
额外功
总功
1、用桶从井中提水
2、水桶掉进井里要把桶捞起来
3、用书包把书背上楼
分析下列事例中的有用功、额外功、总功。（不考虑绳重和摩擦）
捞桶
背书
????水????
?
????桶????
?
????书????
?
????桶????
?
????水????
?
(????包+????人)????
?
=
= ????总
?
+
= ????总
?
+
= ????总
?
+
想想议议
分析利用各种简单机械做功时的有用功、额外功和总功。
功
????
?
钩码
沙
????
?
木箱
????
?
木块
目的
????有用
?
????总
?
????额外
?
提钩码
提沙
提木箱
拉木块
????码????
?
????沙????
?
????箱????
?
?????????木
?
????????
?
????????
?
????????
?
????????
?
克服杠杆
重和摩擦
克服动滑轮重、桶重和摩擦
克服木箱和斜面间的摩擦
克服绳子和轴间摩擦
想想议议
请分别计算出①③④三种情况下有用功、额外功和总功分别是多少？
算一算
人利用桶直接上楼做功
对沙子做功
对桶做功
W1 =????沙????=600 J
?
克服自重做功
总功 3120J
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 =????桶????= 120 J
?
W3 =????人????= 2400 J
?
有用功600 J
算一算
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.
人拉滑轮利用桶做功
W2 = 120 J
W3 = 60 J
总功 780 J
算一算
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.
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！
算一算
二、什么是机械效率
我们总希望，使用机械做功时，有用功占总功中的份额越大越好
1、定义：有用功跟总功的比值，叫做机械效率。
2、公式：η＝　　　×100%　　　　　　　
Ｗ有用
?
Ｗ总
?
Ｗ有用
?
Ｗ有用＋Ｗ额外
?
＝

×100%
因为机械效率是两个功的比值，因此没有单位。
3、机械效率是反映机械性能的一个重要指标
没有！因为有用功总小于总功，所以机械效率总小于1。
1.有没有机械效率为100%的机械？为什么？
2.怎样才能提高机械的效率？
减少额外功
改进结构，使其合理、轻巧
经常保养、定时润滑
想一想
滑轮组：50%～70%
起重机：40%～50%
一些机械的机械效率
抽水机：60%～80%
柴油机： 28%～40%
了 解
1.一台起重机将重3600 N的货物提高4 m.如果额外功是9600 J，起重机做的有用功是多少？总功是多少？机械效率是多少？
典 例
解:起重机提高物体的力等于物体的重力
F=G=3600 N
起重机提升重物所做的有用功
W有用=Fh=Gh=3600 N×4 m=14400 J=1.44×104 J
起重机做的总功
W总=W有用+ W额外=14400 J+9600 J=2.4×104 J
因此,起重机的机械效率????=????有用????总×100%=1.44×104?J2.4×104?J×100%=60%
?
2.用如图所示的滑轮组水平匀速拉动物体．已知物重为1000N，物体与地面间的摩擦力是240N，当绳端的拉力是100N物体移动了4m时，求：有用功、总功和滑轮组的机械效率分别是多少？
????物
?
????=240N
?
解：滑轮组匀速拉动重物所用的力????物等于物体所受的摩擦力????
?
????有用=?????物????物?=?????????物?=?240N×4m = 960J
?
????总=????????绳=?????????????物=100N×3×4m=1200J
?
????绳
?
????物
?
典 例
????做的功为总功
?
克服物体重力做功为有用功
克服滑轮重、绳重、摩擦力做功为额外功
????
?
????做的功为总功
?
克服物体所受摩擦力所做功为有用功
克服绳和轮、轮和轴间摩擦所做功为额外功
注意
竖直拉滑轮
水平拉滑轮
机械效率
有用功：人们需要的必须要做的功
公式：W有用=Gh（竖直提升物体）
定义：有用功跟总功的比值叫做机械效率
公式：
（机械效率总小于1）
额外功：人们不需要但又不得不做的功
公式： W额外=G’h（竖直提升物体）
总功：有用功与额外功的总和
公式：W总=Fs， W总=W有用+ W额外
有用功、额外功和总功
本 节 小 结
B
当 堂 检 测
D
3.如图所示,工人师傅用250N的力将重400 N的物体匀速提升1 m,在此过程中滑轮组的机械效率是(　　)
A.80%　　　
B.62.5%
C.125%
D.20%
【解析】由题图可知,该滑轮组有2段绳子吊着物体,故????=????????=2×1m=2 m,????=250N,所以????总=????????=250N×2 m=500 J。已知物体的重力和物体上升的高度:????=400N,????=1m,则????有=????????=400N×1 m=400J,故
,故选A.
?
A
B
C
D
9.6
80%
1.2
谢谢
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