初中机械效率示范课ppt课件

这是一份初中机械效率示范课ppt课件，共38页。PPT课件主要包含了例题2，知识点2机械效率，第四节机械效率，竖直提升物体，水平拉动物体，斜面机械效率等内容，欢迎下载使用。
1.知道有用功 额外功 总功的概念，并会计算（重点）2.知道机械效率的定义、公式，认识机械效率是表示机械性能的重要指标（重点）
利用机械帮助我们工作，会给我们带来极大的方便。有的机械可以省力，有的机械可以省距离。利用滑轮提升重物，绳端拉力所做的功与滑轮组对重物所做的功相同吗?
知识点1　有用功和额外功
实验：研究动滑轮是否省功
如图甲所示，用弹簧测力计将钩码缓慢地提升一定的高度，计算拉力所做的功。如图乙所示，用弹簧测力计并借助一个动滑轮将同样的钩码缓慢地提升相同的高度，计算弹簧测力计的拉力所做的功。
第二次拉力虽然变小了，但是拉力移动的距离长。W=Fs 第二次做的功要多一些。
将钩码提升一定的高度是我们的工作目的，动滑轮对钩码的拉力所做的功叫作有用功，用W有用表示。弹簧测力计的拉力所做的功，叫作总功，用W表示。用动滑轮提升钩码时，我们还不可避免地要克服动滑轮本身所受的重力以及摩擦力等因素的影响而多做一些功，这部分功叫作额外功，用W额外表示。
总功等于有用功与额外功之和，即W总=W有用+W额外大量实验表明，动力对机械所做的功总是大于机械对外所做的功(有用功)。事实上，使用任何机械都不能省功。
例题1如图所示，快递小哥为了把较重的货物装入运输车，用同样的器材设计了甲、乙两种方式提升货物。若把同一货物匀速提升到同一高度，忽略绳重和摩擦。下列分析正确的是（ ）。A．甲方式可以省力B．乙方式不能改变力的方向C．甲、乙两种方式做的有用功相等D．甲、乙两种方式的额外功相等
解析：A、由图可知，甲方式是两个定滑轮，定滑轮的本质是等臂杠杆，不能省力，故A错误；B、乙方式是一个动滑轮和定滑轮组成的滑轮组，不仅可以省力，也可以改变力的方向，故B错误；C、由题可知，甲乙两滑轮组均将相同物体提升相同高度，由W有＝Gh可知，W甲有＝W乙有；故C正确；D、由图可知，甲方式是两个定滑轮，乙方式是一个动滑轮和定滑轮组成的滑轮组，在忽略绳重和摩擦情况，甲方式额外功为零。故D错误。故选：C。
用图甲的滑轮组提升重200N的物体，已知拉力F为80N，不计绳重和摩擦，物体和绳子自由端的运动情况如图乙所示，反映绳子自由端运动的图线是______（选填“A”或“B”），动滑轮重为______N，3s内对物体做的有用功为______J。
解析：[1]由甲图可知，动滑轮被3段绳子拉着，绳子移动的距离为物体移动距离的三倍，故反映绳子自由端运动的图线是A。[2]动滑轮的重力为G=3F-G物=3×80N － 200N =40N[3]由图可知，3s内物体移动的距离为1.5m，则有用功为W有用=Gh=200N×1.5m=300J。
在使用机械工作的时候，有用功在总功中所占份额越多越好。它反应机械的性能要求，物理学中表示为机械效率。
定义：有用功与总功的比值
η总小于1。用百分数表示。
W额外＞0，W总＞W有用　所以η＜1
W额外＝0，W总＝W有用 所以η＝1
例题1如图所示的滑轮组中，动滑轮重1N，小强用6N的拉力F通过该滑轮组匀速拉起重10N的物体，物体沿竖直方向上升0.4m。此过程中，额外功和机械效率分别是（ 　）。
A．0.4J、83.3%  B．0.8J、91.7%  C．0.8J、83.3%  D．0.4J、91.7%
解析：（1）由图知，n=2，拉力端移动距离s=2h=2×0.4m=0.8m，W总=Fs=6N×0.8=4.8J，W有用=Gh=10N×0.4m=4J，W额=W总﹣W有用=4.8J﹣4J=0.8J；（2）滑轮组的机械效率： 。
例题2关于机械效率的说法中正确的是（ ）。A．越省力的机械，效率越高；B．做有用功越多的机械，效率越高；C．做相同的功，额外功的值越小，则机械效率一定越高；D．做功越快的机械，机械效率越高
解析：A、机械效率与省力情况无关，定滑轮不省力，但它的机械效率比动滑轮要高，该选项说法不正确。B、有用功越多的机械效率不一定高，机械效率是有用功在总功中所占的比例，该选项说法不正确。C、做相同的功，额外功的值越小，额外功占的比值越小，效率越高，该选项说法正确。D、机械做功越快，表示功率越大，单位时间内做的功越多，但机械效率不一定就高，该选项说法不正确。故选C。
第2课时　测量滑轮组的机械效率
1.通过测量滑轮组的机械效率，加深对机械效率的理解；了解测量滑轮组机械效率的方法、步骤（重点）2.会进行机械效率的相关计算（重点）
前面学习了机械效率，反应机械的性能，因不可避免的能量损耗，机械效率永远小于1。那怎么来提高机械效率呢
起重机 40%—50% 抽水机 60%—80%离心式水泵 60%－80%
知识点1　测量滑轮组的机械效率
实验：测量滑轮组的机械效率
测量滑轮组的机械效率，先找到滑轮组工作时的有用功和总功，然后求出二者的比值。
工作目的是,把物体提升。动滑轮对钩码的拉力等于重力
有用功 W有=G物h
总功 W=Fs绳
实验器材：刻度尺、钩码、弹簧测力计、滑轮、铁架台、长约2m的细绳。
（1）用弹簧测力计测量钩码所受的重力G并填入表格；（2）按照图甲安装滑轮组，分别记下钩码和绳端的位置；
（3）如图乙所示，匀速缓慢拉动弹簧测力计，使钩码升高，读出拉力F的值，用刻度尺测出钩码上升的高度h和绳端移动的距离s，将这三个量填入表格；（4）算出有用功W有、总功W总、机械效率η并填入表格；（5）改变钩码的数量，重复上面的实验；
实验结论：用同一滑轮组提升重力不同的物体时，机械效率不同；被提升的物体越重，机械效率越高。
拓展：滑轮组机械效率是否与动滑轮的重有关
实验结论：保持提升的物重不变，只改变动滑轮的重被提升的动滑轮越重，机械效率越低。
拓展：滑轮组机械效率是否与n有关
实验结论：同一组滑轮，物重相同情况下，只改变动滑轮身上绳子股数。机械效率差别不大。若忽略绳重和摩擦，只改变绕绳方式，机械效率不变。
总结归纳：增大有用功，减小额外功(减少机械自重、减少机械的摩擦)来增大机械效率；滑轮组机械效率影响因素：物重，其次才是滑轮重、绳重和摩擦。物体重力一定时，动滑轮越重，机械效率越低，动滑轮重一定时，物体重力越大，机械效率越高。
如图，G为物重，h为物体提升高度，F为拉力，s为绳子自由端走的距离
W有=Gh，W总=WF=Fs,
如图，f 为摩擦力，L为物体移动距离，F为拉力，s为绳子自由端移动的距离
W有=fL，W总=WF=Fs,
如图，h为斜面高，s为斜面长，G为物重，F为沿斜面对物体的拉力
例题1如图斜面长为2m、高为0.4m，现将重为20N的物体沿斜面向上从底端匀速拉到顶端，若拉力F为5N，则（　　）A.拉力所做的功为2JB.斜面的机械效率为80%C.物体受到的摩擦力为5ND.有用功为40J
解析：知道拉力的大小和斜面的长度，根据W＝Fs求出拉力做的总功；知道物体的重力和斜面的高度，根据W＝Gh求出拉力做的有用功，斜面的机械效率等于有用功与总功之比；拉力做的总功减去有用功等于物体克服摩擦力做的额外功，根据W额＝fs求出物体与斜面间的摩擦力。A、拉力做的总功W总＝Fs＝5N×2m＝10J，故A错误；BD、拉力做的有用功W有＝Gh＝20N×0.4m＝8J，斜面的机械效率η＝80%，故D错误、B正确；C．物体克服摩擦力做的额外功W额＝W总﹣W有＝10J﹣8J＝2J，由W额＝fs可得物体与斜面间的摩擦力：f=1N，故C错误。故选：B。
如图所示，工人利用滑轮组提升重为810N的物体，某段过程中物体匀速上升的速度为0.1m/s，工人拉力F的功率为90W，不计绳重和摩擦。求这段过程中：（1）工人拉绳子的速度；（2）作用在绳子自由端的拉力F；（3）滑轮组的机械效率。
（1）由图知，n＝3，则工人拉绳子的速度： v＝3v物＝3×0.1m/s＝0.3m/s；
如图所示，工人利用滑轮组提升重为810N的物体，某段过程中物体匀速上升的速度为0.1m/s，工人拉力F的功率为90W，不计绳重和摩擦。求这段过程中：（1）工人拉绳子的速度；（2）作用在绳子自由端的拉力F；（3）滑轮组的机械效率。(2)
解析：（1）由图知，使用滑轮组承担物重的绳子股数n＝3，拉力端移动速度等于物体上升速度的3倍；（2）知道拉力做功功率，利用P＝Fv求作用在绳子自由端的拉力；（3）滑轮组的机械效率