1、第十二章 第节机械效率,直接提升物体做功，与使用机械提升物体做功相同吗？,提出问题：,提出问题,结论：使用动滑轮比直接提升物体不省功。,推论：使用任何机械不省功。,实 验,概 念,额外功：由于机械自重和摩擦等因素影响，而不得不做的功（无用付出）。,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,克服重
2、力做功,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,(W有),(W额),(W有),(W有),(W额),(W额),120J,2400J,120J,60J,30J,60J,1,2,3,1,2,3,对沙子做功,对桶做功,克服重力做功,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%,77%,87%,在使用机械工作时，
3、有用功在总功中所占份额越多越好。它反映了机械的一种性能，物理学中表示为机械效率。,一、机械效率：,1定义：有用功跟总功的比值。,2公式：,3用百分数表示。总小于1。,一台起重机将重3600 N的货物提高4 m。如果额外功是9600 J，起重机做的有用功是多少？总功是多少？机械效率是多少？起重机在哪些方面消耗了额外功？,解:起重机提高物体的力等于物体的重力 F=G=3600 N 起重机提升重物所做的有用功 W有=Fh=Gh =3600 N4 m=14400 J=1.44104 J 起重机做的总功 W总=W有+ W额 =14400 J+9600 J=2.4104 J 因此,起重机的机械效率 = W
4、有/W总 =1.44104 J/2.4104 J=60%,二、测滑轮组的机械效率：,实验原理,实验器材,注意事项,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。,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：,改进机械的结构，减小机械自重, 减小机械间的摩擦力。,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.,对于同一滑轮组，提升的重物越重
5、， 滑轮组的机械效率越高。,如何提高机械效率 ？,探究二:,斜面的机 械效率,1.把物体拉上斜面 时,额外功是什么?,(克服物体与斜面 之间的摩擦力而做 功),2.探究一下光滑程度一样的斜面,当它的倾斜程度不同时, 斜面的机械效率是否相同.,请思考:,1.怎样计算总功?,W总= F S,2.怎样计算有用功?,W有用 = G h,3.实验中需要测量哪几个物理量?,改变木板的倾斜程度,再测量两次斜面的机械效率,实验装置：,F,S,h,实验前请猜想:,1).你认为省力多少与斜面的倾斜程度有什么关系?,2).斜面的机械效率与它的倾斜程度有什么关系?,10,10,10,0.1,0.2,0.3,3,4,5
6、,1,1,1,1,2,3,3,4,5,33,50,60,6、斜面的机械效率与,粗糙程度,倾斜程度,有关,粗糙程度相同，斜面越陡（倾斜程度越大），效率越高,倾斜程度相同，斜面越光滑，效率越高。,注：,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?,G,W有=Gh=240 N0.1m=24J,W总=FS=100 N0.3m=30J,例题:,2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,f
7、 S,滑轮组提高重物时:,W有用 G物 h W总 F sS= n h,在空气中提升重物,若不计绳重及轴的摩擦，进一步有：,有用推论：(竖直放置）,想一想： 滑轮组水平放置时，怎样？,滑轮组水平拉动物体时:,W有用 f s物 W总 F s绳S绳= ns物,水平使用滑轮组,有用推论：(水平放置）,6、机械效率分析：,（1）因为有用功总小于总功，所以机械效率总小于1。,（2）机械效率通常用百分数来表示。 例如：,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%,小常识：,起重机的机械效率一般为40-50 滑轮组的机械效率一般为50-70 抽
8、水机的机械效率为60-80,提高机械效率,更充分的发挥设备的作用,有着重要的经济意义,该如何提高机械效率呢,?,如何提高机械效率 ？,改进机械的结构，减小机械自重, 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.,三、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）,1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，效率越高D做功越
9、快的机械，效率越高,C,练一练,2如图，忽略绳重和摩擦，用拉力F拉着10 N的重物匀速上升，绳子自由端移动1 m，动滑轮重力2 N， 求：（1）拉力F； （2）物体上升的距离； （3）有用功，总功，机械效率。,练一练,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,1图为测量滑轮组机械效率的实 验装置，钩码总重6 N。 （1）实验时要竖直向上_ 拉动弹簧测力计，由图可知拉力 大小为_N，若钩码上升的 高度为8cm,则弹簧测力计向上移动_cm,该滑轮组的机械效率为_。 （2）若仅增加钩码的个数，该滑
10、轮组有机械效率将_（选填：“增大”、“减小”或“不变”）,缓慢,2.4,24,83.3%,增大,练一练,2在“测滑轮组机械效率”的实验中，用同一滑轮组进行两次实验，实验数据如下表： 此实验所用滑轮的个数至少是_个，其中动滑轮有_个。 第一次实验测得滑轮组的机械效率为_，第二次实验时滑轮组的机械效率_第一次的机械效率（选填“大于”、“小于”或“等于”）,3,2,62.5%,大于,7.在“测定动滑轮机械效率”的实验中，用同一滑轮进行了两次实验，实验数据如下：实验中应 拉弹簧测力计第一次实验测得滑轮组的机械效率为_； 第二次实验时滑轮组的机械效率 (选填“大于”、“小于”或“等于”）第一次实验时的机
11、械效率若不计摩擦，该动滑轮的重为_。,匀速,66.7%,大于,1N,巩 固 练 习,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?,G,W有=Gh=240 N0.1m=24J,W总=FS=100 N0.3m=30J,例题:,算一算：,一台起重机将重3600N的货物提高4m。如果额外功是9600J，起重机做的有用功是多少？总功是多少？机械效率是多少？,1、现实中,关于机械效率，以下说法正确的是：,D、省力越多的机械，机械效率越高。,C、做功越多的机械，机械效率越高；,B、单位时间里做功越多的机械， 机械
12、效率越高；,A、机械效率总小于1；,巩 固 练 习,2、为了提高滑轮组的机械效率，以下 做法中正确的是：（ ）,C、增加承担物重的绳子股数；,B、以较慢的速度匀速提升重物；,A、以较快的速度匀速提升重物；,D、把滑轮做得更轻巧，减小滑轮在 转动过程中的摩擦；,巩 固 练 习,3、某同学用动力臂是阻力臂2倍的杠杆将重400N的三种石头抬高20cm,手向下压的力是220N,手下降的高度是_cm, 人做的功是_J,有用功是_J, 这根杠杆的机械效率是_.,巩 固 练 习,40,88,80,90.9%,4、用一动滑轮将重200N的砂子提到9m高的脚手架上，所用力是120N，求有用功、总功机械效率各是多
13、少？,解：,巩 固 练 习,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？,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？,2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,谢谢,
