初中物理苏科版九年级全册5 机械效率试讲课ppt课件

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苏科版物理九年级
机械效率
11.5
分析与思考
把重100N沙子运到6米高三楼，比较三种不同方法。
比较三种不同方式的做功情况
1.有用功：使用机械时所做的有用的功；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。
情景引入：思考
★课堂引入
三种方式做功的内容
1
对沙子做功
对水桶做功
克服人自身重力做功
2
对沙子做功
对水桶做功
对滑轮做功
3
对沙子做功
对口袋做功
对滑轮做功
★课堂引入
计算各个功，并填入下面表格
3120
780
690
由此可知，完成此项任务，不同工作方式工作效率不同。
★课堂活动
使用机械时，对物体所做的有用的功。
有用功
使用机械时，人们额外需要做的功。
额外功
有用功与额外功的总和。
总 功
W总=W有用+W额外
使用机械会省功吗？
如图，甲直接提升物体做功，乙使用动滑轮提升物体做功相同吗？
提出问题
结论：使用动滑轮比直接提升物体不省功。 （把重物提升一定高度，甲乙所做有用功相同，但乙的拉力的功还包含克服动滑轮自身重力和摩擦的功）
实验结论
一、有用功、额外功、总功
★课堂活动
机械效率
公 式
η表示机械效率，机械效率常用百分数表示。
上述三种不同做功方式的机械效率
有用功与总功的比值。
人们总是希望在保证有用功一定的情况下，额外功越小越好，也就是机械的机械效率越高越好。
二、机械效率
忽略绳重与摩擦的影响，则机械效率：
滑轮组的机械效率在数值上等于物重与总重的比值。
同一滑轮组，提升的物体越重，机械效率就越高。
提升相同的重物，所用动滑轮越轻，机械效率就越高。
s
h
s=2h=20cm=0.2m
W1＝G·h＝2N × 0.1m=0.2J
W2＝ F·s＝ 1.2N × 0.2m= 0.24J
W1 < W2
?
探究：使用动滑轮是否省功？
使用动滑轮提升物体时，要克服动滑轮重力、绳子重及摩擦力等做功。
额外功
使用机械是否省功
F
G
s
h
W有用=G物·h
W总=F·s
W额外=G动·h（不计绳重和摩擦）
F
s绳
s物
f
W有用=f·s物
W总=F·s绳
h
l
f
F
G
N
W有用=G·h
W总=F·l
W额外=f·l
不做功
★课堂活动
有没有机械效率为100%的机械？为什么？
师生互动
1.机械效率高低只表示有用功占总功的比值大小，不能说明做有用功多少；2.机械效率是有用功跟总功的比值，只有大小，没有单位；3.由于额外功总是存在，有用功总是小于总功，所以机械效率总是小于1；4.机械效率是标志机械做功性能好坏的物理量，机械效率越高，机械性能越好；5.机械效率高低与做功多少，功率大小，是否省力，提升高度无关。
竖直放置的滑轮的机械效率
机械效率
定滑轮的机械效率
动滑轮的机械效率
滑轮组中若已知承担物重绳子的段数为n，则：
滑轮组：50%～70%
起重机：40%～50%
一些机械的机械效率
抽水机：60%～80%
柴油机： 28%～40%
探究实验：测量滑轮组的机械效率
【实验原理】
【实验器材】
弹簧测力计、刻度尺、铁架台、滑轮、细线、钩码
绳端的拉力F、___________、_________________和___________________________。
物体重G
物体上升距离h
绳自由端移动距离s
【需要直接测量的物理量】
三、测量机械效率
实验时拉力的方向应尽量_____________，且应在钩码____________的过程中读取拉力的大小。
竖直向上
匀速移动
注意事项：
实验1 保持动滑轮重一定，改变钩码重力
结论：动滑轮重一定，物重越大，机械效率越高。
实验2 保持钩码重力一定，改变动滑轮重。
结论：物重一定，动滑轮越重，机械效率低。
讨论η： a 、装置不变，若物重增加，则η_______； b 、物重不变，若动滑轮个数增加，则η_____； c 、其他不变，若绕绳方向变化， 则η_____。 d 、其他不变，若提升高度变高， 则η_____ e 、其他不变，若提升速度增大， 则η_____
增加
减小
不变
不变
不变
结论：滑轮组的机械效率与物重、动滑轮重、绳重、摩擦有关，与绕绳方法，提升高度，提升速度均无关
影响机械效率的因素和提高机械效率的方法
（1）影响机械效率的因素
A、减轻机械自重
B、减小摩擦力
D、增加提升的物重。
C、减轻绳重
（2）提高机械效率的方法
A、机械的自重、摩擦、绳重
B、提升的物体重力
探究：影响斜面机械效率的因素
实验时沿斜面匀速拉动木块，并在拉动中读出拉力的大小。
斜面的机械效率与1. 斜面的粗糙程度有关：同一斜面，拉同一物体，斜面越粗糙，拉力越大，效率越低。2. 斜面的倾斜程度有关：粗糙程度相同，拉同一物体，斜面越陡（倾角越大），拉力越大，效率越高。
1、下列关于机械效率的说法中正确的是（ ）。
A. 越省力的机械，机械效率越高B. 做功越慢的机械，机械效率越低C. 做功越多的机械，机械效率越高D. 总功相同时，额外功越小，机械效率越高
D
课堂练习
2、下列关于功率、机械效率说法正确的是（ ）。
A. 省力越多的机械，机械效率越大B. 机械做功越快，功率就越大C. 单位时间做功越多的机械，机械效率越高D. 机械做功越多，功率就越大
B
3、工人用图示装置在 10 s 内将重为 450 N 的货物匀速提升 2 m，拉力的功率为 120 W。关于此过程，下列说法正确的是（ ）。
A. 做的有用功是 2700 JB. 绳子自由端移动的距离是 8 mC. 滑轮组的机械效率是75%  D. 工人用的拉力大小为 150 N
C
4、如图所示，重为 100 N 的物体在水平拉力 F 的作用下，沿水平面做匀速直线运动，受到的摩擦力大小为 24 N。如果滑轮组的机械效率为80%，那么水平拉力大小为（ ）。
A. 5 N B. 10 N C. 15 N D. 20 N
B
5、如图所示，用相同的滑轮组成甲、乙两个滑轮组，分别将重力为G1、G2的重物匀速提升相同高度，所用的拉力均为 F，机械效率分别为η1和η2，不计绳重和摩擦，下列说法正确的是（ ）。
A. G1＞G2 ， η1＞η2  B. G1＜G2 ， η1＜η2  C. G1＝G2 ， η1＝η2D. G1＞G2 ， η1＜η2 
B
6、某实验小组利用如图所示的装置测滑轮组机械效率，记录数据如下表：
（1）实验时，应沿竖直方向 _____ 拉动弹簧测力计。（2）第②次实验中，拉力做的总功是 ____ J，滑轮组做的有用功是 ____ J，滑轮组的机械效率η＝_______ （结果保留一位小数）。
匀速
0.72
0.6
83.3%
7、如图为测量滑轮组机械效率的实验装置，钩码总重为 6 N。
（1）实验时应竖直向上 _____ 拉动弹簧测力计，测得拉力大小为 2.5 N。（2）若钩码上升的高度为 10 cm，该滑轮组的机械效率为 ___ % 。（3）若仅增加钩码的质量，则该滑轮组的机械效率将 _____（选填“增大”、“减小”或“不变”）。
匀速
80
增大
课堂小结
谢谢观看