12.3机械效率.ppt
12.3 机械效率,人用三种方法将沙子提到3楼分别都做了哪些功？,人提沙子做功,1对砂子做功,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,一、有用功、额外功、总功,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,W有,W额,W总,一个人用水桶从井里打水,有用功是什么？额外功是什么？ 若桶掉在水中,把装满水的桶捞起来,则有用功又是什么？额外功又是什么？,对水做的功为有用功，对桶做的功为额外功,对桶做的功为有用功，对水做的功为额外功,2、用滑轮组将物体拉上来，对什么做的是有用功？对什么做的是额外功？,有用功实质：是不用机械而直接用手做的功，总功实质是使用机械时拉力所做的功,W有=Gh W总=Fs,人提沙子做功,1对砂子做功,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,二、机械效率,1.定义：有用功跟总功的比值叫机械效率。 2.表达式:,因为机械效率是两个功的比值，因此没有单位。,没有！因为有用功总小于总功，所以 机械效率总小于1,1、有没有机械效率为100%的机械？为什么？,2、怎样才能提高机械的效率？,.减小机械自重。动滑轮太重，使得滑轮组机械效率很低，换用较轻滑轮就可提高其机械效率。,.减小机械间的摩擦力。,.增大物体的重量。即在额外功不变的情况下增大有用功,使用起重机提升重物时所做的有用功跟总功的比值是60%； 或者说有用功在总功中占有60%，另外的40是额外功,起重机的机械效率是60%，它表示什么意思？,起重机把质量为0.6t的重物匀速提升了4m，而它的电动机所做的功是3.4×104J，起重机的机械效率是多少？（g=10N/kg） 解:m=0.6t=600kg 物重G=mg=600kg×10N/kg=6000N 起重机提升重物所做的有用功 W有=Gh=6000N×4m=24000J 因此,起重机的机械效率 = W有/W总=2.4×104J/3.4×104J=70%,如图所示的滑轮组匀速提升物体已知物重G=240牛，手的拉力F=100牛，手上升距离为30厘米,则有用功为多少焦耳?该滑轮组的机械效率为多少?,已知: G=240N; F=100N;s = 30cm = 0.3m,求: W有 = ?; = ?,W有用=Gh=240 N×0.1m=24J,W总=Fs=100 N×0.3m=30J,G,一些机械的机械效率：,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%,离心式水泵60%80%,汽油机 22%27%,蒸汽机6%15%,电动机 80%90%,一些机械的机械效率：,三、测滑轮组的机械效率,讨论：,为得出滑轮组的机械效率，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、弹簧测力计、滑轮组两个、铁架台、长约2m的细绳。,实验器材：,拉力F,钩码重G,钩码上升的高度h,拉力通过的距离s,弹簧测力计、刻度尺、 铁架台、滑轮、细线、钩码,竖直向上，缓慢拉动测力计,实验原理,实验器材,注意事项,三、测滑轮组的机械效率,物体的重力G,拉力F,物体上升高度h,拉力移动距离S,需要测量的量,实验步骤：,照图，把滑轮组和刻度尺安装好，测出钩码G的值，并记录表中。 匀速竖直拉动弹簧测力计，使钩码G上升，读出弹簧测力计所示拉力F的值 ，从刻度尺读出钩码升高的距离h和弹簧测力计移动的距离S，记录数据在表格中。 分别算出有用功和总功、机械效率。记录结果。 再安装另外的滑轮组，再重复上面的实验。,怎样才能提高机械的效率？,.减小机械自重。动滑轮太重，使得滑轮组机械效率很低，换用较轻滑轮就可提高其机械效率。,.减小机械间的摩擦力。,.增大物体的重量。即在额外功不变的情况下增大有用功,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 （减小摩擦可以减少额外功，提高机械效率） 2 、所提升的物重 （物重增加，机械效率也提高） 3、动滑轮的自重 （减少动滑轮的重力，机械效率也提高）,总结：,1、某机械的机械效率是75%，这说明使用这一装置做功：（ ） A、总功是额外功的3倍； B、有用功是额外功的3倍； C、总功是有用功的3倍； D、额外功占总功的3/4。,B,2、为了提高滑轮组的机械效率，以下做法中正确的是：（ ） A、以较快的速度匀速提升重物； B、以较慢的速度匀速提升重物； C、增加承担物重的绳子股数； D、把滑轮做得更轻巧，减小滑轮在转动过程中的摩擦；,D,本课小结,1、有用功、额外功、总功,2、机械效率:,3、测滑轮组的机械效率,斜面的机械效率可能和哪些因素有关？,1、斜面的光滑程度 2、斜面的高度 3、斜面的长度 4、,利用下列器材：长木板、小木块、弹簧测力计、刻度尺 说一说你的设计思路？,1、测量小木块的重量，记录数据； 2、把小木块用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉；分别记录拉力F、木块沿斜面移动的距离S、木块上升的高度h； 3、改变斜面的倾斜程度，重复步骤2.,0.06,1.7,1.7,1.7,0.1,0.14,0.4,0.5,0.6,0.82,0.82,0.82,0.1,0.17,0.24,0.33,0.41,0.49,30 ,41,49 ,斜面的机械效率跟斜面的光滑程度与斜面的坡度有关，斜面越光滑、坡度越大，机械效率越高,1 杠杆 2 滑轮 竖直拉物体 水平拉物体 3斜面,关于机械效率的三类计算,1杠杆,W总,×100,相似三角形 S/h = L动/L阻,×100,2 滑轮,竖直拉动物体,×100,×100,×100,×100,水平拉动物体,×100,f摩擦h移动,×100,W总 = FL,W有用= Gh,W额外 = fL,×100,×100,3 斜面考虑摩擦力,1、使用下面的两个滑轮组，提升相同的重物，提升相同的高度，哪个机械效率大？,将相同重物提升相同 高度，做有用功相同,检测练习,故左边的机械效率大,2.如下图所示,某斜面长为S，高为h，有一重力为G的物体被拉力F沿斜面从底端匀速移至顶端。若物体所受阻力为f，则此时的有用功为_，总功为_，额外功为_，机械效率为_。,Gh,FS,fS,3.下列关于机械效率的说法中正确的是( ) A.做功多的机械，机械效率一定高 B.单位时间内所做的功越多，机械效率越高 C.使用任何机械的目的都是为了省功 D.使用任何机械，它的机械效率总小于1 4.在测定滑轮组机械效率的实验中，用到的测量工具有_和_，需要测的物理量有_、_、_、 _(要求写出名称的符号)，测量原理是_,D,刻度尺,弹簧测力计,F,S,G,h,= ×100%(或= ×100%).,5.如图所示，重为500 N的物体与地面间的摩擦力是150 N，为了使物体匀速移动，必 须在绳端施加60 N的水平拉力，则滑轮组的机械效率为 ；若物体移动速 度为0.2 m/s，则1 min内拉力所做的功为_ J.,83.3 %,2160,（1）绳端移动的距离是重物的3倍（有3段绳子拉）L=3s 滑轮组的机械效率=(fs) / (FL)=150Nxs/(60Nx3s)=150/(60x3)=83.3% (2)若是物体移动的速度为0.2米每秒，设物体移动的距离为S=0.2x60=12m，绳端移动的距离是L=3S=3x12m=36m 则1min内拉力做功W=FL=60Nx36m=2160J,6.某人用如图所示的滑轮组提升2000牛的重物，使用的拉力是800牛，绳子自由端被拉下4米。 （1）这个人做的总功是多少焦？ （2）有用功是多少焦？ （3）额外功是多少焦？ （4）这个滑轮组的机械效率是多少？,7.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？,
