沪粤版九年级物理上册 第十一章 机械功与机械能 11.3如何提高机械效率 课件(共21张PPT)

(共21张PPT)
11.3
如何提高机械效率
活动１
分析有用功与额外功
（a）用滑轮组提起重物
有用功：克服重物重力所做的功。即：W有
=
G·h
一、什么是有用功与额外功
G
F
额外功（无用功）：克服动滑轮和绳子重力所做的功，还有克服摩擦力所做的功。
（b）利用挖掘机搬
运泥土
有用功：克服泥土重力所做的功。
即：W有
=
G·h。
额外功（无用功）：克服抓斗和机臂重力所做的功，还有克服摩擦力所做的功。
提水
为达到我们目的而做的功；
对我们没用但又不得不做的功；
有用功与额外功的总和。
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
G水h
G桶h
G书h
G桶h
G水h
(G包+G人)h
=
=
W总
+
=
W总
+
=
W总
+
1、有用功（W有用):
2、额外功(
W额外):
3、总功(
W总):
机械
功
F
钩码
沙
F
木箱
F
木块
目的
W有用
W总
W额外
提钩码
提沙
提木箱
拉木块
G码h
G沙h
G箱h
f
S木
Fs
Fs
FL
Fs
的原因
克服杠杆
重和摩擦
克服动滑轮重、桶重和摩擦
克服摩擦
fL
克服绳子和轴间摩擦
从表中你发现W有用和W总的计算有什么规律？
在使用机械时，人们总希望能量的利用率大一些，即：有用功在总功中所占的比例大一些。
200J
800J
10J
90J
甲
乙
有用功
额外功
二、什么是机械效率
如果我把这个比例叫做机械效率，那么机械效率等于什么？
表达式：
机械效率＝
有用功
总功
机械效率：有用功跟总功的比值
●理解：a:η常用百分数表示；
b:
η小于100%；
c:
η没有单位。
思考：
机械效率的单位是什么？
答：机械效率是一个比值，没有单位
机械效率能不能等于1？
答：不能。因为使用机械总有额外功
机械效率低，则说明这机械做功少，对吗？
答：不对
。说明有用功在总功中所占的比例小。
功率与机械效率的区别
1
功率是指物体在单位时间内所做的功，即功率是表示做功快慢的物理量。
2
有用功在总功中所占的比例叫机械效率
3
功率和机械效率是描述机械的两种不同性能，两者间没有必然联系。
活动２
测算滑轮组的机械效率
F
G
次数
物重
（G）（N）
轮重（G）（N）
拉力（F）（N）
拉力通过距离（s）（m）
重物上升高度（h）（m）
机械效率（η）
1
2
1
2
4
1
例1：通过一动滑轮用50
牛的拉力提起重为80牛的重物，使重物提高2米。
（1）拉力做多少功？
（2）如用手直接提起做功多少？
W手提=Gh=80N×2m=160J
W拉力=Fs=50N×4m=200J
机械效率呢？
F
绳子自由端通过的距离s=2h=2×2m=4m
总功
有用功
解：
＝80%
例2：某人用F=100N的力把木箱从斜面底端沿斜面推到2m高处，斜面长4m，如图所示。这个人做了多少功？
2m
F=100N
4m
解：
W
=F
s
=100N×4m
=400J
答：
这个人做了400J的功。
如果要求有用功，则要知什么？
假设木箱重150N，则有用功和机械效率各是多少？
总功
一些机械的
机械效率：
抽水机：60%－80%
柴油机：
28%－40%
起重机：40%－50%
滑轮组：50%－70%
1804年特雷维辛克发明的蒸汽机车．
蒸汽机的效率通常只有6%－15%．
你认为可以从哪些方面提高机械效率？
1、有用功相同时，减少额外功
2、额外功相同时，增加有用功
一是减轻机械自重
二是减小摩擦
途径
G
F
.
减小额外
功的方法
有用功:有利用价值的功.
总
功:动力对机械做的功.
额外功:对人们没有利用价值而又不
得不做的功.
定
义：有用功跟总功的比值.
一、三功
二、机械效率（η）
小
结
公
式：η＝　　　　　　　　　　
Ｗ有用
Ｗ总
Ｗ有用
Ｗ有用＋Ｗ额外
×＝
三功的关系
η<1.
滑轮组机械效率计算
1、如图所示，用滑轮组把重为270N的货物匀速提到1m高的楼上，所用拉力100N，则有用功、总功和滑轮组的机械效率分别是多少？
解：
W有用=F物h=G物h=270N×1m=270J
起重机匀速提升重物所用的力F物等于物体所受的重力G物
G物
F物
W总=FS=Fnh=100N×3×1m=300J
W有用
270J
η=
W总
%=
300J
%=90%
S
h
滑轮组机械效率计算
2、用如图的滑轮组水平地拉动物体．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？
解：
F物
f=240N
起重机匀速拉动重物所用的力F物等于物体所受的摩擦力f
W有用=F物S物=fS物=240N×4m=960J
W总=FS绳=F
nS物=100N×3×4m=1200J
W有用
960J
η=
W总
%=
1200J
%=80%
S绳
S物
斜面机械效率的计算：
如图所示，斜面高为1m，长为3m，工人用400N沿斜面方向的力将重为840N的箱子推到车上,求：
（1）在这过程中推力做的有用功；
（2）在这过程中推力做的总功；
（3）斜面的机械效率。
解：
G物
F物
工人匀速提升重物所用的力F物等于物体所受的重力G物
W有用=F物S物=G物h=840N×1m=840J
W总=FS=FL=400N×3m=1200J
F拉
W有用
840J
η=
W总
%=
1200J
%=70%
h
L
这节课你学到了什么：
W有用
η=
W总
%
W有用
W总
直接对物体所做的功
动力（人所出的力）所做的功
W有用=F物S物
W总=FS
F物
S物
S
F物
S物
S
F物
h
F拉
L
这节课你学到了什么：
W有用
η=
W总
%
F物
S物
S
F物
S物
S
F物
h
F拉
L
W有用
η=
W总
%=
%=
Gh
FS
Gh
Fnh
G
Fn
=
%
%
W有用
η=
W总
%=
%=
F物S物
FS
fS物
FnS物
f
Fn
=
%
%
W有用
η=
W总
%=
%=
F物S物
FS
G物h
FL
%