14.2 机械效率
通过一动滑轮用60 牛的拉力提起重为100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=Gh=100N×2m=200J
W用机械=FS=60N×4m=240J
为什么利用实际机械做的功大于不用机械直接用手做的功呢 ?
F
解:S=2h=2×2m=4m
你会选哪种方法呢?
想想议议
1
2
3
1
2
3
对沙子做功
对桶做功
克服重力做功
对沙子做功
对桶做功
对滑轮做功
对沙子做功
对口袋做功
对滑轮做功
有用功 :使用机械时对人们有用的功
额外功 :人们不需要但又不得不做的功
总功 :有用功与额外功的总和,即
W总=W有+W额
一、有用功、额外功、总功
请计算出有用功、额外功和总功分别是多少?
1
2
3
1
2
3
对沙子做功
对桶做功
克服重力做功
对沙子做功
对桶做功
对滑轮做功
对沙子做功
对口袋做功
对滑轮做功
600J
2520J
600J
180J
600J
90J
请算出刚才的三种办法中有用功在总功中占的百分比。
3120J
780J
690J
1
2
3
1
2
3
对沙子做功
对桶做功
克服重力做功
对沙子做功
对桶做功
对滑轮做功
对沙子做功
对桶做功
对滑轮做功
600J
2520J
600J
180J
600J
90J
3120J
780J
690J
19%
76%
86%
二、 机 械 效 率
1.定义:有用功与总功的比值叫机械效率.
2.表达式:
没有!因为有用功总小于总功,所以
机械效率总小于1
分组讨论:
有没有机械效率为100%的机械?为什么?
起重机的机械效率是60%
它表示什么意思?
使用起重机提升重物时所做的有用功跟总功的比值是60%,也可以说有用功在总功中占有60%,另外的40%是额外功.
例 用一动滑轮将重200N的砂子提到9m高处,所用力是120N,求有用功、总功机械效率各是多少?
解:
一台起重机将重3600N的货物提高4m。如
果额外功是9600J,起重机做的有用功是
多少?总功是多少?机械效率是多少?
起重机在哪些方面消耗了额外功?
解:
起重机提高物体的力等于物体的重力
F=G=3600N
起重机提升重物所做的有用功
W有=Fh=Gh
=3600N×4m=14400J=1.44×104J
起重机做的总功
W总=W有+W额
=14400J+9600J=2.4×104J
因此,起重机的机械效率
η=W有/W额
= 1.44×104J/2.4×104J=60%
判断:下面说法中是否正确
1. 做功多的机械,机械效率高
2.做总功越多,机械效率越低
3.做相同的有用功,额外功越少,机械效率越高
4.做相同的总功时,有用功越多,机械效率越高
5.用不同的滑轮组,做的有用功相同时,机械效率一定相同
6.因为有用功总小于总功,所以机械效率总小于1
7.做的额外功一定时,总功越少,机械效率越高
8.有用功在总功中占的比例越大,机械效率越高.
机械效率高的机械省功
机械效率高的机械有用功占总功比值大
如何提高机械效率
减小机械自重;
减小机械间的摩擦力。
机械效率的定义 : 有用功跟总功的比值
小结:
?
有用功 :对人们有用的功
额外功 :人们不需要但又不得不做的功
总功 :有用功与额外功的总和
公式:
∴ 永远小于1
如何提高机械效率
探究 斜面的机械效率
1、提出猜想:
斜面的机械效率可能和 有关。
2、参考器材:
长木板、小木块、弹簧测力计、刻度尺
3、探究过程:
⑴组装器材
⑵进行实验
斜面的坡度
⑶分析数据,得到结论
⑴实验装置:
F
S
h
⑵实验过程:
①测量小木块的重量,记录数据;
③改变斜面的倾斜程度,重复步骤②。
②把小木块用弹簧秤沿斜面匀速向上拉;分别记录拉力F、木块沿斜面移动的距离S、木块上升的高度h。
⑶注意事项:
①要匀速拉动物体。
②拉力要与斜面平行。
③及时记录数据。
4、记录表格:
斜面倾斜程度
木块重量
G/N
斜面高度
h/m
拉力
F/N
斜面长
s/m
有用功
W有/J
总功
W总/J
机械效率
较缓
较陡
很陡
结论:斜面越陡,越不省力,机械效率越高。
谢 谢 !