机械效率
初二年级 物理
评评理:
谁做的功多呢?
你省力,一定干活比我少!
我省力但费距离,干活不比你少!
物理实验一
直接用手提升物体——模拟小壮拉石料
T
h
W=Th
缓慢的匀速直线运动
直接用手提升物体做功W
s
F
用动滑轮提升物体——模拟小瘦拉石料
W1=Fs
物理实验一
缓慢的匀速直线运动
动滑轮绳端拉力做功W1
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}力
/N
移动距离/m
力做的功/J
T=
h=
W =
F=
S=
W1=
2
0.1
1.2
0.2
0.2
0.24
W
W1
<
物理实验一
小瘦做功更多
资料
分析:
为什么W拉力做功
拉力只对物体做功
对动滑轮做功
+
=
对物体做功
0.3N
直接对物体做功W
动滑轮对物体做功W0
?
W
W0
资料
资料
分析:
为什么W拉力做功
拉力只对物体做功
对动滑轮做功
+
=
对物体做功
T1
G
T
T=G=T1
上升高度相同
W =Th
匀速直线运动
W0=T1h
W =W0
W
W0
W1
>
<
=Gh
=Gh
资料
资料
G
拉力做功
对物体做功
对动滑轮做功
滑轮轴与轮的摩擦
细绳有重力
……
+
克服绳重做功
克服摩擦做功
+
+
+
=
资料
资料
资料
资料
资料
资料
拉力做功
对物体做功
对动滑轮做功
克服绳重做功
克服摩擦做功
+
+
+
=
有用功
额外功
实际做的功
分类
省力的机械费距离
费力的机械省距离
分析:
功=力×距离
其他机械也有克服摩擦或者自重做功
不省功
O
F
物理实验二
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}力
/N
移动距离/m
力做的功/J
T=
h=
W=
F=
S=
W2=
2
0.1
0.2
物理实验二
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}力
/N
移动距离/m
力做的功/J
T=
h=
W=
F=
S=
W2=
2
0.1
1.8
0.2
0.2
0.36
W
W2
<
资料
物理实验三
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}力
/N
移动距离/m
力做的功/J
T=
h=
W=
F=
S=
W3=
2
0.1
5.8
0.05
0.2
0.29
W
W3
<
资料
机械功的原理
使用任何机械都不省功
建构新知
输出功
物体
有用功
输入功
外部拉力
总功
机械自重
轮与轴的摩擦等
额外功
=
+
建构新知
总 功W总:外部拉力对机械输入的功
有用功W有:机械对物体输出的功
额外功W额:克服机械自重和摩擦所做的功
W总=W有+W额
F
O
F
O
F
动滑轮
省力杠杆
费力杠杆
T
T
T
W有 =Th
W总=FS
=Gh
匀速直线运动
G
G
G
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}使用机械
有用功/J
总功/J
额外功/J
动滑轮绳端做功
0.2
0.24
省力杠杆绳端做功
0.2
0.36
费力杠杆绳端做功
0.2
0.29
W额=W总-W有
0.04
0.16
0.09
:有用功与总功的比值
η没有单位
提示:
公式:
建构新知
η=
W有
W总
×100%
额外功
有用功
总功
机械效率(η)
思考:某机器的机械效率为60%是什么意思?
该机械输出的有用功跟输入的总功的比值是60%
该机械有用功在总功中占有60%,另外的40%是额外功.
η1=
W有
W总
×100%
=
0.2J
0.24J
=
83.3%
η2=
W有
W总
×100%
=
55.6%
=
0.2J
0.36J
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}使用机械
有用功/J
总功/J
机械效率
动滑轮
0.2
0.24
省力杠杆
0.2
0.36
费力杠杆
0.2
0.29
83.3%
55.6%
η3=
W有
W总
×100%
=
69%
=
0.2J
0.29J
69%
学以致用
小瘦利用动滑轮在20s内将总重700N的建筑材料匀速提高4m,小瘦拉力大小为500N。
求:
①他所做的有用功是多少?
W有=Th
匀速直线运动
=Gh
W有=Th
=700N×4m
=2800J
学以致用
小瘦利用动滑轮在20s内将总重700N的建筑材料匀速提高4m,小瘦拉力大小为500N。
求:
②他所做的总功是多少?
W总=FS
S=2h
=2×4m
=8m
=500N×8m
=4000J
学以致用
小瘦利用动滑轮在20s内将总重700N的建筑材料匀速提高4m,小瘦拉力大小为500N。
求:
③他所做的额外功是多少?
W额=W总-W有
=4000J-2800J
=1200J
学以致用
小瘦利用动滑轮在20s内将总重700N的建筑材料匀速提高4m,小瘦拉力大小为500N。
求:
④动滑轮的机械效率为多少?
η =
W有
W总
×100%
=
2800J
4000J
=
70%
W有=2800J
W总=3200J
思考:
使用机械
W总>W有
η<1
我们为什么使用机械
动滑轮
倒链
瓶起子
省力
资料
资料
资料
撬棍
改变力的方向
定滑轮
辘轳
资料
资料
资料
挖掘机
钓鱼竿
省距离
米舂
资料
资料
资料
资料
关于机械的使用,哪些说法是正确的呢?
A. 机械做功越快,功率越大
B. 使用机械不但可以省力,省距离,还可以省功
C. 使用机械可以省力或省距离,但不能省功
D. 机械做功越快,机械效率越高
概念理解
√
×
√
?
概念辨析
机械效率
功率
η=
W有
W总
P=
W
t
做功快慢
1、功率越大的机械,机械效率越高
概念辨析
做功越快
不一定高
×
2、机械效率相同的机械,功率大的机械总功多。
W=Pt
×
3、功率相等的两个机械,
有用功相同,机械效率就相同
总功相同
P相同
W=Pt
×
4、机械效率越高的机械有用功占总功的比值越大
√
机械效率
功率
没有关系
学以致用
η=
W有
W总
=
W有
W有+W额
1、在有用功一定的情况下,如何减小额外功
2、在额外功一定的情况下,如何提高有用功
3、提高有用功的同时减小额外功。
我们可以从两方面入手: 有用功和额外功
额外功:提升动滑轮做功及克服绳重和摩擦做功等
有用功:提升物体做功
学以致用
1、在安全前提下,尽可能选用轻质滑轮和绳索,使用前在滑轮的轴上滴些润滑油。
2、在体力承受范围之内可以多装一些建筑材料。
给小瘦的建议:
小结
机械功的原理
实验法,分析法
分类法,定义法
比值定义法
方法
知识
总功、有用功、
额外功
机械效率
机械效率
初二年级 物理
主讲人:李小征
北京市顺义区杨镇第二中学