1、12.3 机械效率,1、知道有用功、额外功、总功的含义，指出它们之间的关系能结合实例认识什么是有用功、额外功、总功 2、理解机械效率的概念，会利用公式W有W总 进行有关计算 3、知道机械效率小于1及没有单位的原因会分析影响机械效率大小的因素，指出提高机械效率的方法,学 习 目 标,想一想,2、做功的两个必要因素及计算公式、单位。 3、算一算直接用手把100N的物体提高2m所作的功是多少？ 若通过一动滑轮用60N的拉力也把这一重物提高2m，拉力做的功是多少？,W1=Gh=100N2m=200J,W2=Fs= 60N2m2=240J,1、什么是功？,看课本 想想议议,要把重100N的沙子运上三楼。
2、右图中画了三种办法，同学们讨论一下：哪种办法最好，哪种办法最不好，为什么？,（1）哪部分功是我们无论采用哪种方法都必须做的功？这部分功是多少焦耳？,克服沙子的重力所做的功。W1=Gh=100N6m=600J (2)每种方法中人一共做了多少功？ 方法：（100N+400N+20N) 6m=3120J 方法: (100N+20N+10N) 6m=780J 方法 :（100N+5N+10N）6m=690J,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,一、有用功、额外功、总功,二、机械效率,有用功跟总功的比值叫机械效率。
3、如果用W总表示总功，W有用表示有用功，表示机械效率，则=,没有！因为有用功总小于总功，所以 机械效率总小于1,分组讨论：,有没有机械效率为100%的机械？为什么？,=,可见，W有用总小于W总，因此，机械效率总小于1。机械效率通常用百分数表示。,例题： 某人用如图所示的滑轮组提升2000牛的重物，所用的拉力是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？,已知：G=2000 N,F=800N S=4m 求： W总 W有用 W额外 ,答：（略）,解(1)W总=FS=800N4m=3200J,(2)W有用=
4、Gh=2000N1m=2000J,(3)W额外= W总 W有用=3200J 2000J=1200J,=62.5,1、例题中总功、有用功、额外功中哪些功一点都不能省？2、哪些功可以省一些？3、额外功是机械克服哪些阻力不得不做的功？,有用功一点不能省，否则达不到目的。,动滑轮的自重，绳子的重以及摩擦阻力,本题探讨：,额外功可以想办法省一些，如减轻动滑轮重力、减少动滑轮个数时，其额外功可以省一些，有用功不能省，而总功=有用功+额外功，这样总功也就可省一些。,如何提高机械效率？,1、减小机械自重,例如：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。,2、减小机械间的摩擦力。,3、
5、增大物体的重量即在额外功不变的情况下增大有用功,例题:,用一个动滑轮,将200N的物体匀速提升2m高，拉力F为120N，此动滑轮的机械效率是多少？,分析：解题的关键是要注意用动滑轮提起重物时，动力F把绳子末端拉起的距离是被提起高度的2倍。即S=2h。,已知：G=200N，h=2m,F=120N,s=2h=4m. 求：,解：W有=Gh=200N2m=400JW总=Fs=120N4m=480J =W有/W总100=400J/480J100%=83.3%,巩 固 练 习,1、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
6、多的机械，机械效率越高；,A、机械效率总小于,A,巩 固 练 习,2、某机械的机械效率是75%，这说明使用这一装置做功：,D、额外功占总功的/4。,C、总功是有用功的3倍；,B、有用功是额外功的3倍,A、总功是额外功的倍；,B,巩 固 练 习,3、为了提高滑轮组的机械效率，以下做法中正确的是：,D、把滑轮做得更轻巧，减小滑轮在转动过程中的摩擦；,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,巩 固 练 习,:,3,.,4,3,2,1,则下列关系正确的是,不计摩擦,不同的物体提高相同高度，若 G1G2G3,个重力,分别把,利用同一滑轮组,G,G
7、,G,A,巩 固 练 习,5、用定滑轮、动滑轮、滑轮组分别提升同一重物时，在不计摩擦阻力的情况下，机械效率最高的是（ ） 定滑轮 动滑轮 滑轮组 都一样,A,6、用图所示的滑轮组将牛 的物体匀速提高米，所用 的拉力是牛求： 绳子自由端移动的距离？ 有用功是多少？ 拉力所做的总功是多少？ 滑轮组的机械效率是多少？,巩 固 练 习,6m,3600J,4800J,75%,巩固练习,7、如图所示，某人用牛的推力沿 高为米，长为米的粗糙 斜面把重为牛的物体 推到斜面顶端，问有用功是 多少？人的推力所做的总功为 多少？斜面的机械效率是多少？,W有=1000J W总=2000J 50%,探究 斜面的机械效率
8、,1、猜想：,斜面的机械效率可能和 有关。,2、器材：,长木板、小木块、弹簧测力计、刻度尺,3、探究过程：,组装器材,进行实验,斜面的坡度,分析数据，得到结论,实验装置：,F,S,h,实验过程：,测量小木块的重量，记录数据；,改变斜面的倾斜程度，重复步骤。,把小木块用弹簧秤沿斜面匀速向上拉；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。,注意事项：,要匀速拉动物体。,拉力要与斜面平行。,及时记录数据。,4、记录表格：,结论：斜面越陡，越不省力，机械效率越高。,10,10,10,0.2,0.4,0.6,3,5,1,3,4,1,7,1,5,7,2,6,66.7%,80%,85.7%,1
9、、实验原理 2、实验器材 3、记录实验数据的表格 4、实验步骤 5、影响滑轮组机械效率的因素有哪些？,课后探究：怎样测滑轮组的机械效率？,测滑轮组的机械效率,知识小结,一、机械的三种功： 有用功 ：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,二、机械效率： 1、定义：有用功与总功的比值。,2、公式讨论：,谢 谢 ！,请思考下面的问题,（1）图中三幅画的意思是什么？把重100N的沙子运上三楼。图1是把沙子装在桶里用手提着它走上三楼；图2和图3都使用了动滑轮把沙子运上三楼，且图2是把沙子装在桶里，图3 是把沙子装在袋子里，其中桶比袋子重。,（2）图中的三
10、种办法，每种方法中人需做几部分功？运沙子上楼时都要克服沙子的重力做功。图1 中还需要把沙子装在桶里，所以在提沙子的同时还需要把桶提上去，同时还必须克服自身的重力走上去，因此必须克服桶的重力和自身的重力做功。图3 中提沙子的同时，还必须克服袋子的重力、动滑轮的重力、以及滑轮与轴之间的摩擦力做功；图2中，还需克服桶的重力、动滑轮的重力以及滑轮与轴之间的摩擦力做功。,这三种方法的目的都是要运沙子上楼，因此把100N的沙子提高6m所做的功是有用功。而沙子装在桶里、袋子里，桶和袋子要由人或动滑轮提到楼上，所以要完成运沙子的有用功，就不得不把桶和袋子、人或动滑轮提高6m，这些功并非我们需要，但又不得不做，
11、叫额外功。由此可知，选择第三种方法所做的额外功最少。,1、额外功：摩擦是普遍存在的。我们利用简单机械工作的时候，不可避免地要克服摩擦阻力做功；机械本身有重力；在提起重物时，又不可避免地要同时提起机械的一部分部件，克服这部分阻力做功。这部分,对人们没有用但又不得不额外做的功叫额外功 2、有用功：人们在利用简单机械提起重物时，重物的重力是有用的阻力。克服这种有用的阻力所做的功叫有用功，它相当于不用机械直接用手所做的功。 3、总功：根据功的原理知，动力对机械做的功一定等于机械克服全部阻力（包括有用阻力、额外阻力）做的功。我们把动力对机械做的功叫总功，它是有用功和额外功的和。即 总功=动力对机械做的功=机械克服全部阻力做的功=有用功+额外功,因为W有用和W总的单位都是焦耳，因此机械效率没有单位。任何机械本身都要受到重力的作用，相对运动的零件间又存在摩擦。所以，使用任何机械除了做有用功之外，都不可避免地要做额外功，这时动力所做的功就等于有用功和额外功的和。,
