《第六节机械效率》ppt课件.ppt

第六节 机械效率,知 识 回 顾,1、什么是功？,2、功的计算式是什么？,3、你如何理解功的原理？,把重物G提高h米！可以用力F直接对它做功；也可以利用动滑轮对它做功。,这两种方法做功相等吗？,h,h,那我们为什么还要使用动滑轮呢？,用动滑轮可以省力！,用动滑轮做功做功多！,G,G,G,G,探究动滑轮,用力直接对物体做功和用机械对物体做功相等吗？,议一议：为什么使用动滑轮后还要多做功？,机械的三种功,要提升G，同时必须将动滑轮也提升。这时要克服滑轮重和摩擦额外做功，否则你不能完成任务。对滑轮做的功、克服摩擦做的功叫额外功。,提升重物G是目的，对重物做的功叫有用功！,动力F做的功，包括对重物做的功和对动滑轮做的功叫总功。,三种功,1、有用功（W有）：对人们有用的功。W有Gh（竖直方向提升物体）2、额外功（W额）：对人们没用但又不 得不做的功。3、总功（W总）：有用功与额外功的总和。W总FS（运用机械时动力F所做的功）4、三者关系：W总 W有 W额,请你判断,用水桶从井中提水时，所做的有用功是，额外功是，总功是；如果桶掉到井里，从井里捞桶时，捞上来的桶里带了一些水，有用功是，额外功是，总功是。,克服水的重力做功,克服桶的重力做功,拉力所做的功,克服桶的重力做功,克服水的重力做功,拉力所做的功,你会选哪种方法呢？,?,想想议议,1,2,3,1,2,3,对沙子做功,对桶做功,对自己做功,对沙子做功,对桶做功,对滑轮做功,对沙子做功,对口袋做功,对滑轮做功,请计算出有用功、额外功和总功分别是多少？,1,2,3,1,2,3,对沙子做功,对桶做功,对自己做功,对沙子做功,对桶做功,对滑轮做功,对沙子做功,对口袋做功,对滑轮做功,600J,2520J,600J,180J,600J,90J,请算出刚才的三种办法中有用功在总功中占的百分比。,3120J,780J,690J,1,2,3,1,2,3,对沙子做功,对桶做功,对自己做功,对沙子做功,对桶做功,对滑轮做功,对沙子做功,对口袋做功,对滑轮做功,600J,2520J,600J,180J,600J,90J,3120J,780J,690J,19%,76%,86%,机 械 效 率,1.定义：有用功与总功的比值叫机械效率.,2.公式:,没有！因为有用功总小于总功，所以 机械效率总小于1,讨论：,有没有机械效率为100%的机械？为什么？,1、常用百分数表示2、总是小于100%3、没有单位,使用起重机提升重物时所做的有用功跟总功的比值是60%，也可以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？,一些机械的机械效率：,一些机械的机械效率：,抽水机：60%80%,柴油机：28%40%,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（）,例题1：,如图所示：若物重500N，摩擦阻力为重力的0.2倍，在120N的拉力作用下物体以0.2m/s的速度匀速运动5s，求：1、有用功 2、总功、3、机械效率,例题2：,测滑轮组的机械效率,实验探究：,【实验目的】1学习安装滑轮组。2学习测滑轮组的机械效率。3分析得出影响滑轮组机械效率的因素。4分析得出提高滑轮组机械效率的方法。,【实验原理】,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,1、使用弹簧测力要调零！,2、使用弹簧测力测力时要匀速竖直向上拉！,注意事项：,你组装成的滑轮组！,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。,1、比较两次两种滑轮组有什么不同？机械效率有何差异？2、分析影响滑轮组机械效率的因素是什么？,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2、动滑轮的自重3、所提升的物重4、机械效率与省力多少无关、与功率大小无关、与重物被提升的高度无关！,请你思考,提高机械效率 的方法,2、改进机械的结构，减小机械自重,1、减小机械间的摩擦力。,请你思考,例如：动滑轮太重，使滑轮组机械效率很低，换用较轻滑轮就可提高其机械效率。,例如：加强机械运动部位的润滑.,3、增加物重。,机械效率的综合计算,1、总功的计算方法：,一、基本公式及推导：,（1）W总=Fs,S=nh（坚直方向）,S=nS物（水平方向）,（3）W总=P总t,2、有用功的计算方法：,（1）W有=G物h(坚直方向提升物体做功）,（2）W有=fs物(水平方向拉动物体做功）,（2）W总=W有+W额,S物=V物t,f-摩擦力,（4）,（3）W有=W总W额,（4）W有=P有t,（5）W有=W总,3、额外功的计算方法：,（1）W额=G动h(滑轮组坚直方向提升物体做功）,（2）W额=fL(斜面提升物体做功）,（3）W额=W总W有,2、机械效率的计算方法：,（1）,（3）,（4）W额=W总（1）,（2）,（4）,（5）,（6）,二、如何分辨哪些是有用功、哪些是总功？,2、在利用滑轮组拉动物体做功时，滑轮组的挂钩克服物体与水平面的摩擦力做的功是有用功，可用W有=fs物来计算；绳子自由端的拉力所做的功是总功，可用W总=Fs来计算。其中s=ns物、s物=v物t、V绳=nV物,1、在利用滑轮组提升重物时，滑轮组的挂钩对重物做的功是有用功，可用W有=G物h来计算；绳子自由端的拉力所做的功是总功，可用W总=Fs来计算。其中s=nh h=V物t V绳=nV物,3、起重机、抽水机克服物重所做的功是有用功，可用W有=Gh来计算。汽车匀速行驶时，克服地面和空气阻力所做的功是有用功，可用W有=fs来计算。,4、汽车、起重机、抽水机等机械做功时，一般消耗功率、输入功率、额定功率都是指总功率，输出功率、实际功率指有用功率。,例题1：如图:用滑轮组，把重100N的物体匀速提高3m，作用在绳子自由端的拉力为60N，求：（1）滑轮组的机械效率；（2）若用该动滑轮来提升重为180N的物体时，作用在绳子自由端的拉力为多大？此时，滑轮组的机械效率是多少？（不计绳重及摩擦）,三、典型例题,例题2：如图1甲所示，重为900N的货物，放在水平地面上，与地面的接触面积为0.5m2（1）货物对水平地面的压强多大？（2）如图1乙，一工人用滑轮组提升货物。10s内货物匀速上升了3m，则工人拉绳子的速度为多大？（3）若动滑轮重G动=300N（不计绳重和摩擦），工人所用的拉力为多大？工人所做的功为多少？滑轮组的机械效率多大？（4）若用该装置提起1200N的货物，那么货物上升3m，工人所做的功是多少？,甲,乙,例题3：一辆汽车不小心开进了泥潭中，司机取来一套滑轮组欲将汽车从泥潭中拉出，如下图所示。若车重为8104N，汽车受到的阻力为车重的0.03倍，滑轮组的机械效率为80，问：（1）该司机至少需用多大的力才能将汽车从泥潭中拉出？（2）若拉动汽车时，汽车前进的速度为0.1m/s，则司机做功的功率是多少？,例题4：如图所示，斜面长10m，高2m，工人要沿斜面把重1500N的物体匀速拉到斜面顶端，若斜面的机械效率为75%，求：（1）工人做的有用功、总功、和额外功；（2）工人所用的拉力和物体与斜面的摩擦力。,知识小结,一、机械的三种功：有用功对人们有用的功 总功动力对机械所做的功 额外功对人们无用而又不得不做的功,二、机械效率：1、定义：有用功与总功的比值。,3、公式理解：,2、公式：,1、常用百分数表示 2、小于100%3、没有单位,