苏科版第十一章 简单机械和功5 机械效率精品课件ppt

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11.5 机械效率
第十一章 简单机械和功
滑轮组：50%～70%
起重机：40%～50%
抽水机：60%～80%
柴油机： 28%～40%
情景引入：观察
　 直接提升物体做的功，与使用机械提升物体做的功相同吗？使用机械能省功吗？
情景引入：观察、思考
我国许多地方原来都没有自来水,人们为了食用水,要从井中打水。如图所示,在这个从井中提水上来的过程中,人对哪些物体做了功?这些功都是人们希望做的吗?对谁做的功才是有用的呢?
对砂子做功
对空桶做功
克服自身重力做功
并不需要做但又不得不做的功
对人们有用必须做的功
他的目的是：
把沙子运上三楼
用水桶提沙子上楼
有用功
额外功
有用功、额外功、总功
1. 有用功（W有）：为了达到工作目的，必须做的功。
2. 额外功（W额）：为了达到工作目的，并非我们所需要但又不得不做的功。
3. 总功（W总）：动力所做的所有功。
即有用功与额外功的总和。
W总 = W有 + W额
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。
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
机械效率
公 式
η表示机械效率，机械效率常用百分数表示。
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。
机械效率
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。
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】
滑轮组的机械效率
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：
保持动滑轮重一定，改变钩码重力。
实验探究1
1
0.1
0.5
3
0.1
1.5
83.3％
88.9％
4.5
3
0.2
0.4
3
1.5
0.1
4
2
0.1
0.8
3
66.7％
结论：动滑轮重一定，提升的物重越大，滑轮组的机械效率越高。
83.3％
55.5％
4.5
3
0.2
0.2
4
0.9
0.1
2
2
0.1
0.8
3
实验探究2
保持钩码重力一定，改变动滑轮重
结论：提升的物重一定，动滑轮越重，滑轮组的机械效 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
类型1.用竖直滑轮组在空气中提起重物时，（不计摩擦和绳重）
W有用=G物h
S=nh
W总=Fs
=F·nh
＝(G物+G动)h
分析滑轮组的机械效率
滑轮组
动滑轮
定滑轮
延伸：
根据
★课堂练习
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（ ）。
√
×
×
×
×
×
√
课堂练习
★课堂练习
2.小明用100N的力沿竖直方向将杠杆的一端拉下2m，杠杆的另一端将320N的重物提高了0.5m，（1）他做的有用功是多少？（2）总功是多少？（3）杠杆的机械效率是多少？
160J
200J
80%
★课堂练习
3．用如图所示滑轮组拉着一重为100牛的物体A沿水平面做匀速运动，所用拉力F的大小为40牛。（1）不计轮和绳的重力以及摩擦，求：物体A所受的摩擦力；（2）若滑轮组的机械效率为80%，求：物体A所受的摩擦力。
120N
96N
★典例分析
4.用如图所示的滑轮组匀速竖直提升物体，不计一切摩擦和绳重。下列判断正确的是（ ）。A.该滑轮组绳自由端拉力F的大小一定等于所提物体重力的三分之一；B.用该滑轮组提升不同的物体，物体越重，其机械效率越大；C.用该滑轮组分别提升水面下和水面上的同一物体，其机械效率相等；D.其他条件不变，仅将滑轮组中的动滑轮重力变大，其机械效率变大

B
★典例分析
80%
匀速
5.如图为测量滑轮组机械效率的实验装置，钩码总重为6N。（1）实验时应竖直向上　 　拉动弹簧测力计，测得拉力大小为2.5N；（2）若钩码上升的高度为10cm，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”）。

增大
6.用如图所示装置测量动滑轮的机械效率．实验数据如下表．
匀速
90.9%
小于
偏大
绳与滑轮间有摩擦，滑轮的转轴处有摩擦，绳子有重力，有空气阻力等
增大
减小
课堂小结
谢 谢！