第五节 探究——使用机械是否省功
第九章 机械和功
提出问题
为什么要使用这些工具?
使用机械是否能省功?
探究使用机械是否省功
1.明确实验目的
比较用动滑轮和直接提升时所做的功
探究使用机械是否省功
2.设计实验
两次提升同一物体,且提升相同高度。
实验注意事项:
?缓慢提升物体
?测力计要在提升过程中读数
?测量距离要记录始、末位置的刻度
探究使用机械是否省功
3.实验数据记录表格
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}提升方式
力/N
移动距离/m
力做的功/J
直接提升
F=0.2
h=0.1
W1=Fh=0.02
用动滑轮提升
F’=0.15
s=0.2
W2=F’s=0.03
4.结论:使用动滑轮提升物体不能省功
探究使用机械是否省功
使用动滑轮提升物体为什么多做了功?
提升动滑轮做功
克服轴摩擦做功
探究使用机械是否省功
使用其他机械能省功吗?
探究使用机械是否省功
使用其他机械能省功吗?
甲 乙
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}提升方式
F/N
s/m
W/J
直接
0.5
0.1
0.05
用杠杆
0.38
0.3
0.114
使用杠杆不省功
探究使用机械是否省功
使用其他机械能省功吗?
使用斜面不省功
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}提升方式
F/N
s/m
W/J
直接
1.45
0.1
0.145
用斜面
0.4
0.8
0.32
甲 乙
探究使用机械是否省功
大量实验表明:使用任何机械都不省功!
机械效率
额外功
有用功
总功
有用功:直接对物体所做的功。
额外功:不可避免的对机械本身
和克服摩擦等因素做的功。
总功:有用功和额外功的总和
W总=W有用+W额外。
机械效率
交流讨论
有用功:对水桶做的功
额外功:克服定滑轮轴摩擦做的功
总功:人做的功
机械效率
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}力/N
移动距离/m
力做的功/J
F=0.2
h=0.1
W1=Fh=0.02
F’ =0.15
s=0.2
W2=F’ s=0.03
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}力/N
移动距离/m
力做的功/J
F=0.2
h=0.2
W1=Fh=0.04
F’ =0.2
s=0.4
W2=F’ s=0.08
小组一:
小组二:
对比两个小组的实验数据,你认为哪个小组的动滑轮性能更好?为什么?
机械效率
额外功
有用功
总功
1.定义:有用功与总功的比值。
2.定义式: η = 。
3.实际使用的机械,机械效率都小于1。
课堂小结
1. 大量实验表明:使用任何机械都不能省功。
2.机械效率:η =
有用功(W有用):对物体所做的功(目的)。
额外功(W额外):不可避免的对机械本身
和克服摩擦做的功。
总功(W总):W总=W有用+W额外。
课堂练习
1. 下面关于机械效率说法正确的是( )
A.做功多的机械,机械效率一定高
B.做额外功少的机械,机械效率一定高
C.做有用功多的机械,机械效率一定高
D.做有用功占总功比例高的机械,机械效率一定高
2.如图所示的滑轮组把重力为200N的重物匀速拉到10m高的楼房顶部,在拉动过程中绳端所加的拉力F为90N,绳端上升了30m。求:
(1)滑轮组提升重物的有用功、总功、额外功;
(2)滑轮组提升重物的机械效率。
课堂练习
3.如图所示是用滑轮组提升物体A的示意图,在绳子的拉力作用下,使重G=800N的物体A在50s的时间内,匀速竖直上升了10m。在这个过程中,滑轮组提升物体A所做的有用功为W有,总功为W总,绳子的拉力F做功的功率为P=200W。绳重可忽略不计。
求:(1)有用功W有; (2)总功W总;
(3)滑轮组匀速提升物体A的机械效率η。
F
A
课堂练习