2020-2021学年北师大版物理八年级下册-9.6 测滑轮组的机械效率(共35张PPT)

(共35张PPT)
机械效率
复习提问：
功的计算公式：
W=FS
W=Gh
或
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）用滑轮拉力做多少功？
（2）如用手直接提起做功多少？
W手
=G
h=100N×2m=200J
W机械=F
S=60N×4m=240J
F
∵
n=2
∴
S=2h=2×2m=4m
用机械【
不省
】功
人提沙子做功
1对沙子做功
2对桶做功
3克服自重
做功
人拉滑轮做功
1对砂子做功
2对桶做功
3对动滑轮做功
人拉滑轮做功
1对砂子做功
2对口袋做功
3对动滑轮做功
人提沙子做功
人拉滑轮做功
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
额外功只能够尽量减少，但是不可能一点没有，
不可能消除
W总=
W有+W额
W有=
W额=
二、机械效率
有用功跟总功的比值叫机械效率
有用功总小于总功，所以机械效率总小于1
公式：
机械效率用百分数表示，没有单位
机械效率公式：
起重机的机械效率是60%
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．
离心式水泵60%－80%
柴油机28%－37%
起重机40%－50%
汽油机
22%－27%
例题:起重机把质量为0.6t的重物提升了3m,而它的电动
机所做的功是3.4×104J,起重机的效率是多少?
解:
G=mg=0.6
×103
kg
×10
N
/
kg=6
×
103
N
有用功
W有用
=
G
h=6
×
103
N
×3m=1.8
×
104
J
起重机的电机所做的功是总功
W总=3.4×
104J
起重机的机械效率是:
=
___________
1.8
×
104
J
3.4
×
104
J
=53
例
2
用一动滑轮将重200N的砂子提到9m高的脚手架上，所用力是120N，求有用功、总功机械效率各是多少？
注意
自由端上升的距离哦
解：
解：
W有=Gh=100N×4m=400J
W总=W有+W额
=400J+50J=450J
例3、一台小型起重机将重100N的货物提高4m。如果额外功是50J，起重机做的有用功是多少？总功是多少？机械效率是多少？
图3
1.用10N的拉力将物体在斜面上拉动5m，
物体重2N，被拉高了3m，
求机械效率
2、如图所示，某工人用滑轮组往3m高的平台上运沙土，已知沙土的质量是40kg，袋子和动滑轮共重100N，不计绳重和摩擦。求：工人匀速拉动绳索时，所用的拉力是多大？此过程中工人做的有用功是多少？此滑轮组的机械效率有多大？
3、如图所示，某工人用滑轮组往3m高的平台上运沙土，已知沙土的质量是40kg，袋子和动滑轮共重100N，不计绳重和摩擦。求：工人匀速拉动绳索时，所用的拉力是多大？此过程中工人做的有用功是多少？此滑轮组的机械效率有多大？
复习：
（1）有用功怎么计算？
（2）总功怎么计算？
（3）机械效率怎么求？
（4）额外功由什么因素引起？
图1
探究---机械效率
回答：
（1）W有用=Gh=
F’h
（2）W有用=Fs
（3）η=W有用/
W总=Gh/(Fs)
（4）额外功由动滑轮自重和摩擦引起。
探究一：测滑轮组的机械效率
讨论：
为得出机械效率，需要求出有用功和总功，为此需要测出哪些物理量？每个量怎样测量？
刻度尺、钩码、弹簧秤、滑轮组两个、铁架台、长约2m的细绳。
实验器材：
实验原理：
（1）实验时，应沿竖直方向_______拉动弹簧测力计
钩码重G/N
2
2
4
钩码上升高度h/m
0.1
0.1
0.1
有用功W有/J
0.4
拉力F/N
0.6
1
绳端移动距离S/m
0.5
总功W总/J
0.5
机械效率
80%
0.2
0.8
0.3
0.24
83.3%
0.2
0.5
0.3
66.7%
次数
G/N
h/m
W有/J
F/N
s/m
W总/J
1
2
1
3
2
4
1
3
3
6
1
3
F
小组进行实验，并收集数据
0.8
1.5
2.2
83%
89%
91%
2
4
6
2.4
4.5
6.6
结论：
1
使用同一装置,拉的物体越重，机械效率越高。
滑轮组的机械效率
图2
提高滑轮组机械效率的方法有哪些？
1.减小动滑轮重量（机械自重）
2.增加物体重量
3.减小摩擦
F
F
怎样增加滑轮组的机械效率？
1、增加有用功
2、减少额外功
增加提升物体的重量
减少动滑轮的重量、减小机械摩擦。
实验结论：
1、用不同的滑轮组提升同一重物时，机
械效率
，动滑轮多的做的
功多，机械效率
（填高或低）
2、用同一滑轮组提升不同重物时，机械效率
，重物越重做的
功多，机械效率
（填高或低）。
3、滑轮组提升重物时，机械效率的高低与
、
、以及
有关。
不同
额外
低
不同
有用
高
动滑轮重力
摩擦力
提升物体的重力
影响滑轮组机械效率的因素
1、滑轮组轮与轴及轮与绳之间的摩擦
2
、动滑轮的自重
3、所提升的物重
4、机械效率与省力多少无关、与功率大小无关、与重物被提升的高度无关！
请你思考
提高机械效率
的方法
2、改进机械的结构，减小机械自重
1、定时润滑减小机械间的摩擦力。
请你思考
　　例如：动滑轮太重，使滑轮组机械效率很低，换用较轻滑轮就可提高其机械效率。
例如：加强机械运动部位的润滑.
3、
增加物重。
探究二：
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
斜面的坡度和粗糙程度
⑶分析数据，得到结论
⑴实验装置：
F
S
h
⑶注意事项：
①要匀速直线拉动物体。
②拉力要与斜面平行。
探究斜面的机械效率
图3
结论：
斜面越光滑、倾角越大，机械效率越高。
1、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，机械效率越高（
）
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（
）
√
√
×
×
×
×
×
堂堂清练习巩固
2、
用一动滑轮将重200N的砂子提到9m高的脚手架上，所用力是120N，求有用功、总功机械效率各是多少？
解：
3、如图所示，斜面长10m，高2m，工人要沿斜面把重1500N的物体匀速拉到斜面顶端，若斜面的机械效率为75%，求：（1）工人做的有用功、总功、和额外功；（2）工人所用的拉力和物体与斜面的摩擦力。
F
2m
4、一辆汽车不小心开进了泥潭中，司机取来一套滑轮组欲将汽车从泥潭中拉出，如下图所示。若车重为8×104N，汽车受到的阻力为车重的0.03倍，滑轮组的机械效率为80％，问：（1）该司机至少需用多大的力才能将汽车从泥潭中拉出？（2）若拉动汽车时，汽车前进的速度为0.1m/s，则司机做功的功率是多少？