苏科版九年级上册 物理 课件 11.5机械效率(41张PPT)

(共41张PPT)
五、机械效率
情景：小明家在四楼，买了一批木料，用动滑轮把木材拉上四楼。
思考:
手拉绳子做的功与动滑轮对物体做的功相等吗？
提出问题：
如图，手拉绳做的功与动滑轮
对钩码做的功相等吗？
猜测：
(1)为了验证猜想，我们
需要测出哪些物理量？
(3)设计记录数据的表格。
(2)手拉绳做的功
表达式为
;
动滑轮拉物体做的功
表达式为
.
Fs
Gh
G
“实验数据”：
次数
钩码的重G/N
钩码上升的高度h/m
手的拉力F/N
手移动的距离S/m
动滑轮对钩码做的功G·h
手拉绳做的功F·S
1
2
0.1
2
4
0.1
3
6
0.1
“想一想”：
1、手拉绳子所做的功和动滑轮拉钩码所做的功相等吗？
不相等。
F·s>G·h
2、为什么F·s>G·h呢？产生这一现象的原因是什么？
有摩擦，在提起重物时还要提起动滑轮,绳有重力
S=2h
0.2
0.2
0.2
实验次数
钩码的重力G∕N
钩码被提升的高度h∕m
动滑轮提升钩码所做的功W1∕J
人手对绳端的拉力F∕N
人手拉绳端移动的距离S∕m
人手拉绳子所做的功W2∕J
①
②
③
④
1.0
0.20
0.65
0.40
0.20
0.26
1.5
0.20
0.90
0.40
0.30
0.36
1.5
0.25
0.90
0.50
0.375
0.45
2.0
0.20
1.15
0.40
0.40
0.46
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
　：
指动力对机械所做的功
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
（机械对重物做的功）
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。
练一练：
有用功：
克服重物的重力所做的功：
额外功：
克服动滑轮的重力、克服绳与轮的摩擦、克服绳的重力所做的功
总功：
动力F所做的功
F
G
h
S
二、分析下列机械在使用过程中的有用功、额外功、总功
F
有用功：
克服重物的重力所做的功：
额外功：
克服绳与滑轮之间的摩擦所做的功以及克服绳的重力所做的功
总功：
动力F所做的功
G
有用功：
克服重物的重力所做的功：
额外功：
克服动滑轮的重力、克服绳与轮的摩擦、克服绳的重力所做的功
总功：
动力F所做的功
G
F
Ff
FN
有用功：
克服重物的重力所做的功：
额外功：
克服物体与斜面间的摩擦所做的功
总功：
动力F所做的功
S
h
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！因为由于额外功的存在，总有W有用＜W总
，所以机械效率总小于1
讨论：
有没有机械效率为100%的机械？为什么？
（1）定义：有用功与总功的比值，叫做机械效率。
如用字母η表示机械效率，则上式又可写成：
注意：（1）机械效率η没有单位，是一个比值
；
　　　（2）对于实际机械，由于额外功的存在，总有
　　　　　
W有用＜W总，因此η＜100％。
4、机械效率
（2）表达式：
起重机的机械效率是40%~50%
滑轮组的机械效率是60%~80%
使用起重机提升重物时所做的有用功跟总功的比值是50%，也可以说有用功在总功中占有50%，另外的50％是额外功．
起重机的机械效率是50%，它表示什么意思？
（1）
（2）
（3）
?
=
?
=
?
=
算一算“活动11.7”中在不同情况下动滑轮的机械效率。
请你判断：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（
）
√
√
×
×
×
×
×
议一议，动滑轮的机械效率与哪些因素有关？
　　　　你认为如何才能提高它的机械效率？
分析：由机械效率公式
提高机械效率的方法
第一是减小额外功：
减小滑轮的轮与轴之间摩擦
减小动滑轮的自重
减小绳子的重力等
第二是增加有用功：
增加被提升的物体的重力
1.使用滑轮组提升钩码时，若钩码重增加了，则机械效率（
）
A.不变
B.增大
C.减小
D.都有可能
B
议一议
同样的滑轮组成3个滑轮组，如果把钩码提高到相同高度,在不计摩擦阻力的情况下，
1.甲、乙两滑轮组哪个机械效高？
2.甲、丙两滑轮组哪个机械效高？
η甲＞η乙
η甲＜η丙
例题：如图所示的滑轮组匀速提升物体．已知物重G=240牛，手的拉力F=100牛，手上升距离为30厘米,则有用功为多少焦耳?该滑轮组的机械效率为多少?
已知:
G=240N;
F=100N;s=
30cm=0.3m
求:
W有;
η
解:由题h=
S=10cm
1
3
W有=Gh=240
N×0.1m=24J
W总=FS=100
N×0.3m=30J
η=
=
×100%=80%
W有
W总
24J
30J
F
“练一练”：
1、用定滑轮匀速提升质量为20kg的物体，所用拉力为220N，物体升高的高度为2m。求此过程中的有用功、总功和定滑轮的机械效率。（g=10N/Kg）
2、由于在使用杠杆时的摩擦非常小，所以杠杆是一种机械效率非常的简单机械。若用一根机械效率为90%的杠杆将一个18Kg的物体提升50cm，需要做多少总功？（g=10N/Kg）
4、机械效率：
有用功跟总功的比值
小结：
1、有用功
：对人们有用的功
2、额外功
：人们不需要但又不
得不做的功
3、总功
　
：有用功与额外功的总和
公式：
　　永远小于1
5、影响滑轮组机械效率的因素：
物体重
动滑轮重、绳重、轮与轴之间的摩擦
课后讨论：
如何提高自行车的机械效率？
感谢指导
F
s
h
手拉绳子做的功与动滑轮对物体做的功相等吗？
G
如何进行实验？
需要测那些物理量？
测量时应注意哪些问题？
实验目的:
再探动滑轮：
实验器材:
实验注意事项:
比较利用动滑轮提升物体与直接提升物体做功的多少
铁架台、动滑轮、钩码、弹簧测力计、刻度尺、细线
测量的物理量:
物体的重力G
物体上升的高度h
作用在绳子上的力F
绳子移动的距离S
匀速拉动绳子
拉力竖直向上
实验表格设计:
1.
机械的三种功：
有用功——有利用价值的功。
额外功——对人们无利用价值而又不得不做的功。
总功——动力对机械所做的功。
2.
机械效率：
定义：有用功与总功的比值。
小
结
1、影响滑轮组提升物体的机械效率的因素：
2、如何才能提高它的机械效率？
【课堂小结】
（1）、物体重
（2）、动滑轮重
（3）、轮与轴之间的摩擦
（1）、增加物体重
（2）、减小动滑轮重
（3）、减小轮与轴之间的摩擦
影响有用功
影响额外功
增大有用功
减小
额外功
机械效率
议一议：
动滑轮的机械效率与哪些因素有关？
如何提高动滑轮的机械效率？
1.减小动滑轮自重来减少额外功
3.增加提升物体的重力来增加有用功
2.减小机械间的摩擦力来减少额外功
用甲乙两个滑轮组提升同一物体，哪个机械效率高？
次数
拉力F/N
绳子移
动距离
S/m
手拉绳子
做功
W1/J
钩码
重G/N
提升
高度
h/m
动滑轮对钩码做功
W2/J
1
2
3
(3)设计记录数据的表格。
结论：手拉绳子做的功
动滑轮拉钩码做的功.(大于、小于、等于）
大于
其中的原因是什么？
0.6
1.1
2.1
0.20
0.20
0.20
0.12
0.22
0.42
1
2
4
0.10
0.10
0.10
0.10
0.20
0.40
[活动]：再探动滑轮
h
S
1、按右图，将滑轮安装好，用手通过一只弹簧测力计沿竖直方向匀速缓缓拉动重为G的钩码
2、分别测出拉力F，绳子自由端通过的距离S，和钩码上升的距离h
3、改变钩码的数量，重复上述测量
4、将数据填入表中
手拉绳子做的功与动滑轮对物体做的功相等吗？
“实验数据”：
次数
钩码的重G/N
钩码上升的高度h/m
手的拉力F/N
手移动的距离S/m
动滑轮对钩码做的功G·h
手拉绳做的功F·S
1
1
0.1
0.6
0.2
2
2
0.1
1.1
0.2
3
3
0.1
1.6
0.2
“想一想”：
1、手拉绳子所做的功和动滑轮拉钩码所做的功相等吗？
不相等。
F·s>G·h
2、为什么F·s>G·h呢？产生这一现象的原因是什么？
有摩擦，在提起重物时还要提起动滑轮
S=2h
机械效率：有用功与总功的比值
叫做机械效率。
计算公式：
机械效率常用百分数表示，
任何机械的机械效率总是小于1。
为什么？
实验次数
钩码的重力G∕N
钩码被提升的高度h∕m
动滑轮提升钩码所做的功W1∕J
人手对绳端的拉力F∕N
人手拉绳端移动的距离S∕m
人手拉绳子所做的功W2∕J
①
②
③
④
1.0
0.20
0.65
0.40
0.20
0.26
1.5
0.20
0.90
0.40
0.30
0.36
1.5
0.25
0.90
0.50
0.375
0.45
2.0
0.20
1.15
0.40
0.40
0.46
3．如图所示，小冯分别用甲、乙两滑轮把同一桶沙从一楼地面提到二楼地面，用甲滑轮所做的总功为W1，机械效率为ηl，用乙滑轮所做的总功为W2，机械效率为η2，若不计绳重与摩擦，则
(
)
A．Wl=W2
ηl=η2
B．W1=W2
ηl<η2
W1η1>η2
W1>W2
ηl<η2
c
如何提高滑轮组的机械效率？
1、增大物重；
2、减小动滑轮重；
3、减少机械间的摩擦。
测量次数
F/N
s/m
G/N
h/m
Fs/J
Gh/J
η
①
2.5
0.2
4
0.1
5
4
②
3
0.3
5
0.15
0.9
0.75
③
3.5
0.2
6
0.1
0.7
0.6
机械效率
计算同一动滑轮在不同情况下的机械效率？
你有什么发现？
80%
83.3%
85.7%
（1）同一动滑轮的机械效率不是固定不变的。
（2）动滑轮的机械效率随着被提升物体的重力增大而变大。
机械效率
议一议：
动滑轮的机械效率与哪些因素有关？
如何提高动滑轮的机械效率？
1.减小动滑轮自重来减少额外功
3.增加提升物体的重力来增加有用功
2.减小机械间的摩擦力来减少额外功
用甲乙两个滑轮组提升同一物体，哪个机械效率高？
（1）实验过程中若加速拉弹簧测力计机械效率如何变化？
（2）实验过程中竖直匀速拉动弹簧测力计和弹簧测力计静止时，机械效率是否相同？为什么？
（3）提升同样的重物，绳子的绕法不同是否影响它的机械效率？
思考讨论：
2.用定滑轮、动滑轮、滑轮组分别提升同一重物到同样的高度时，在不计摩擦阻力的情况下，机械效率最高的是（
）
A.定滑轮
B.动滑轮
C.滑轮组
D.都一样
A
B
C
A
谢
谢