全国公开课机械效率ppt课件.pptx

要把重要把重100N的沙子运上三楼。的沙子运上三楼。下图画了三种办法。同学们讨下图画了三种办法。同学们讨论一下：哪种办法最好，哪种论一下：哪种办法最好，哪种办法最不好，为什么？办法最不好，为什么？学 生 讨 论返回主页 学学 生生 讨讨 论论对砂子做功对砂子做功对空桶做功对空桶做功克服自身重力做功克服自身重力做功并不需要做并不需要做 但但又不得不做的功又不得不做的功对人们有用对人们有用必须做的功必须做的功3m3m3m3m方法方法1 1他的目的是：他的目的是：把沙子运上三楼把沙子运上三楼手提水桶提沙子手提水桶提沙子一、有用功和额外功一、有用功和额外功1.有用功（有用功（W W有有）：为了达到工作目的，为了达到工作目的，必须做的功必须做的功2.额外功（额外功（W W额额）：为了达到工作目的，并非我们所为了达到工作目的，并非我们所 需要但又需要但又不得不做的功不得不做的功3.总总 功（功（W W总总）：动力所做的动力所做的所有所有功功即有用功与额外功的即有用功与额外功的总和总和 W W总总 =W=W有有 +W+W额额 用水桶从井中提水的时候,所做的功哪部分是有用功,哪部分是额外功?提水提水所做的功是有用功有用功;提水桶提水桶所做的功是额外功额外功。如果桶掉到井里,从井里捞桶的时候,捞上的桶里带了一些水,这种情况下哪部分是有用功,哪部分是额外功?提水桶提水桶所做的功是有用功有用功;提水所做的功是额外功额外功。想一想；议一议：对砂子做功对空桶做功对动滑轮做功W W有有议一议：方法方法2 2：方法方法3 3：W W额额W W总总对砂子做功对口袋做功对动滑轮做功W W有有W W额额W W总总另两种提沙方法中做的有用功、额外功、总功分别是哪些？方法方法2 2方法方法3 3动滑轮提水桶提沙子动滑轮提水桶提沙子动滑轮提口袋提沙子动滑轮提口袋提沙子理解机械的三种功理解机械的三种功理解机械的三种功理解机械的三种功GGF F要提升要提升要提升要提升GG，同时必须，同时必须，同时必须，同时必须将动滑轮也提升。这将动滑轮也提升。这将动滑轮也提升。这将动滑轮也提升。这时，你要时，你要时，你要时，你要克服动滑轮克服动滑轮克服动滑轮克服动滑轮重力和摩擦而额外做重力和摩擦而额外做重力和摩擦而额外做重力和摩擦而额外做功功功功，否则你不能完成，否则你不能完成，否则你不能完成，否则你不能完成任务。这部分功无利任务。这部分功无利任务。这部分功无利任务。这部分功无利用价值而又不得不做，用价值而又不得不做，用价值而又不得不做，用价值而又不得不做，是是是是额外功额外功额外功额外功。提升物体提升物体提升物体提升物体GG是目的是目的是目的是目的,有有有有利用价值利用价值利用价值利用价值,是是是是有用功有用功要实现目的，完成要实现目的，完成要实现目的，完成要实现目的，完成有用功有用功有用功有用功,必须施加必须施加必须施加必须施加动力动力动力动力F F对滑轮做对滑轮做对滑轮做对滑轮做功功功功，动力所做，动力所做，动力所做，动力所做的是的是的是的是总功总功如：用竖直方向上如：用竖直方向上的滑轮提升物体的滑轮提升物体G 无论采取那种方法都无论采取那种方法都必须必须做的功。做的功。即：为达到目的所必须做的功。即：为达到目的所必须做的功。（1 1）举高重物时：）举高重物时：W有用=G物hW有=f摩擦S物（2 2）在粗糙水平面上移动物体时：）在粗糙水平面上移动物体时：有用功有用功并非并非人们需要但又人们需要但又不得不做不得不做的功的功（1）克服机械自重做功：）克服机械自重做功：W额外=G动滑轮h使用动滑轮或滑轮组时使用动滑轮或滑轮组时：（2 2）克服机械间的摩擦做功）克服机械间的摩擦做功：使用斜面时：使用斜面时：W额外=f摩擦L额外功额外功 动力对机械所做的功动力对机械所做的功.有用功和额外功的和等于总功。有用功和额外功的和等于总功。W总=W有用+W额外公式（公式（1 1）：公式（公式（2 2）：W总=F动力S动力 作用在机械上的作用在机械上的动力动力动力作用点移动动力作用点移动的距离的距离总功总功W有1=G沙 h三种提沙方法中的W有、W额、W总分别为多少？方法方法2 2：方法方法3 3：W W额额1 1=（G G桶桶 +G G人人）h hW W总总1 1=（W W有有1 1+W+W额额1 1）方法方法1 1：=100N6m=600J=(20N+400N)6m=2520J=3120JW W有有2 2=G=G沙沙 h h =600JW W额额2 2=（G G桶桶 +G G轮轮）h hW W总总2 2=（W W有有2 2+W+W额额2 2）=(20N+10N)6m=180J=780JW W有有3 3=G=G沙沙 h h =600JW W额额3 3=（G G袋袋 +G G轮轮）h hW W总总3 3=（W W有有3 3+W+W额额3 3）=(5N+10N)6m=90J=690J3m3m3m3m沙子重100N 桶重20N 体重400N 口袋重5N动滑轮重10N 方法方法2 2方法方法1 1方法方法3 3算一算：算一算：二、机械效率二、机械效率（1）机械效率通常用百分数表示，没有单位）机械效率通常用百分数表示，没有单位.1.定义：有用功跟总功的比值叫定义：有用功跟总功的比值叫机械效率机械效率（）（2）机械效率总小于）机械效率总小于1.（因为有用功总小于总功）（因为有用功总小于总功）2.公式：公式：%3.特点：特点：三种提沙方法中的机械效率分别为多少？W有1=G沙 h方法方法2 2：方法方法3 3：W W额额1 1=（G G桶桶 +G+G人人）h hW W总总1 1=（W W有有1 1+W+W额额1 1）方法方法1 1：=100N6m=600J=(20N+400N)6m=2520J=3120JW W有有2 2=G=G沙沙 h h =600JW W额额2 2=（G G桶桶 +G+G轮轮）h hW W总总2 2=（W W有有2 2+W+W额额2 2）=(20N+10N)6m=180J=780JW W有有3 3=G=G沙沙 h h =600JW W额额3 3=（G G袋袋 +G+G轮轮）h hW W总总3 3=（W W有有3 3+W+W额额3 3）=(5N+10N)6m=90J=690J1 1=W有1 1W总1 1=600J600J600J600J3120J3120J3120J3120J=19.2%=19.2%=19.2%=19.2%2 2=W有2 2W总2 2=600J600J600J600J780J780J780J780J=76.9%=76.9%=76.9%=76.9%3 3=W有3 3W总3 3=600J600J600J600J690J690J690J690J=87.0%=87.0%=87.0%=87.0%再算算：再算算：有用功相同，额外功越少机械效率越高有用功相同，额外功越少机械效率越高5 5、机械效率公式、机械效率公式：提升5 5、机械效率公式：、机械效率公式：5 5、机械效率公式：、机械效率公式：5 5、机械效率公式：、机械效率公式：提升移动起重机起重机的机械效率是的机械效率是的机械效率是的机械效率是60%60%它表示什么意思？它表示什么意思？它表示什么意思？它表示什么意思？1.1.1.1.使用起重机提升重物时使用起重机提升重物时使用起重机提升重物时使用起重机提升重物时所做的有用功跟总功的比所做的有用功跟总功的比所做的有用功跟总功的比所做的有用功跟总功的比60%60%60%60%2.2.2.2.也可以说也可以说也可以说也可以说有用功在总功中占有有用功在总功中占有有用功在总功中占有有用功在总功中占有60%60%60%60%，另外额外功占，另外额外功占，另外额外功占，另外额外功占404040404.机械效率的意义有用功所占总功的比例越大，机械效率越高。有用功所占总功的比例越大，机械效率越高。机械效率与 是否省力.功率大小.提升高度.绳子的绕法.做功的多少无关。例例1.用一动滑轮将货物用一动滑轮将货物400N的货物匀速提到的货物匀速提到高高 2m，所所 用用 拉拉 力力 是是 250N，求求 有有 用用 功功、额额 外外 功功.总功总功和动滑轮的和动滑轮的机械效率各是多少？机械效率各是多少？分析：使用动滑轮省了力，却费了距离，货物提高货物提高 2m，绳子绳子的自由端拉力的自由端拉力通过通过的距离为的距离为4 m，已知：G=400N h=2m S=4m F=250N求：W有 W额额 W总总 W额额=W总总 W有=1000J800J=200J三三.例题例题例例2.用用一一动动滑滑轮轮将将重重200N的的砂砂子子提提到到9m高高的的脚脚手手架架上上，所用力是所用力是120N，求有用功、总功机械效率各是多少？，求有用功、总功机械效率各是多少？解：解：已知：G=200N h=9m S=18m F=120N请你判断：请你判断：1.下面说法中是否正确下面说法中是否正确？1有用功越多，机械效率越高（有用功越多，机械效率越高（）2额外功越少，机械效率越高（额外功越少，机械效率越高（）3物体做功越慢，机械效率越低（物体做功越慢，机械效率越低（）4做总功越多，机械效率越低（做总功越多，机械效率越低（）5做做相相同同的的有有用用功功，额额外外功功越越少少，机机械械效效率率越越高（高（）6做做相相同同的的总总功功时时，有有用用功功越越多多，机机械械效效率率越越高（高（）7机械效率越高，越省力（机械效率越高，越省力（）练习2.一台起重机将重600N的货物提高4m.如果额外功是9600J，起重机的有用功是多少？总功是多少？机械效率是多少？练习已知：G=-N h=-m W额额=-J 求：W有 W总总 解：解：W总总=W额额+W有 =%=1 1 如图所示，建筑工地上，工人用一个动如图所示，建筑工地上，工人用一个动滑轮将重滑轮将重720N720N的重物匀速提升的重物匀速提升5m5m，工人所用，工人所用拉力为拉力为450N450N，求：，求：（1 1）工人做的总功）工人做的总功（2 2）该动滑轮的机械效率）该动滑轮的机械效率（）不考虑摩擦，求动滑轮的重（）不考虑摩擦，求动滑轮的重（）提升的物体重为，（）提升的物体重为，该动滑轮的机械效率为多少？该动滑轮的机械效率为多少？2 2如图所示，在如图所示，在50N50N的水平拉力的水平拉力F F作用下作用下,重重800800的物体沿水平地面做匀速直线的物体沿水平地面做匀速直线运动运动,物体与地面间滑动摩擦力为物体与地面间滑动摩擦力为120120.则滑轮组的机械效率为则滑轮组的机械效率为 _ _；若；若物体的速度为物体的速度为0.2m/s,0.2m/s,则则1min1min内拉力做的内拉力做的功为功为 _ J_ J，功率为，功率为 F甲GF乙G甲乙3.用它们分别将重相同的甲、乙两物体匀速提用它们分别将重相同的甲、乙两物体匀速提升相同的高度，所用的拉力分别为升相同的高度，所用的拉力分别为F甲、甲、F乙，乙，它们的机械效率分别为它们的机械效率分别为甲、甲、乙。则乙。则F甲甲_F乙乙 甲甲_乙（选填乙（选填“”、“”或或“”）4.利用如图所示装置将重为利用如图所示装置将重为100N的物体的物体匀速从斜面的底端拉到顶端。已知斜面匀速从斜面的底端拉到顶端。已知斜面的长是的长是5m，高是，高是2m，拉力为，拉力为F=50N，则，则该装置的机械效率为（该装置的机械效率为（）A.40%B.50%C.80%D.100%探究动滑轮的机械效率探究动滑轮的机械效率一、影响动滑轮的机械效率的因素一、影响动滑轮的机械效率的因素 减轻动滑轮自重减轻动滑轮自重减小滑轮转轴间的摩擦力减小滑轮转轴间的摩擦力增加提升的物重。增加提升的物重。减轻绳重减轻绳重二、如何提高动滑轮的机械效率二、如何提高动滑轮的机械效率 1 1、动滑轮自重、滑轮摩擦、绳重、动滑轮自重、滑轮摩擦、绳重2 2、提升的物体重力、提升的物体重力滑轮组的机械效率与提升的高度、绳子的股数无关。滑轮组的机械效率与提升的高度、绳子的股数无关。为得出滑轮组滑轮组的机械效率，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？弹簧测力计、刻度尺、钩码、滑轮组两个、铁架台、长约2m的细绳。实验器材：实验探究：滑轮组的机械效率总是一定的吗？重力G、拉力F、绳子移动距离S、重物上升高度h原理：=W有用/W总 对物体做功为有用功：W有用=Gh(提重物)=fs物（水平移动物体）拉力做的功为总功：W总=Fs在测定滑轮组机械效率的实验中在测定滑轮组机械效率的实验中：根据的原理是根据的原理是_。实验中需要的测量工具有实验中需要的测量工具有_和和_。需要直接测量的物理量有：绳端的拉需要直接测量的物理量有：绳端的拉力力F、_、_和和_。注意事项：实验时拉力的方向应尽量注意事项：实验时拉力的方向应尽量_，且应在钩码，且应在钩码_的过的过程中读取拉力的大小。程中读取拉力的大小。=W=W有有W总总刻度尺刻度尺弹簧测力器弹簧测力器物体重物体重G物体上升距离物体上升距离h绳自由端移动距离绳自由端移动距离S竖直向上竖直向上匀速移动匀速移动同一滑轮组提不同的重物，机械效率是否相同？实验数据：机械效率有用功W有用（J）鈎码上升高度h（m)总功W总 J拉力移动距离S（m)鈎码重G(N)0.50.51.01.00.10.10.30.32.02.00.10.10.90.90.30.30.150.150.10.166.7%66.7%0.270.270.20.274.1%74.1%拉力F（N）使用相同的滑使用相同的滑轮组提升不同轮组提升不同的物体时，物的物体时，物体越重体越重,则机械则机械效率越高。效率越高。不同滑轮组，提相同的重物，机械效率是否相同？4.04.04.04.01.51.51.21.20.10.10.10.10.30.30.50.50.40.40.40.40.450.450.600.6088.9%88.9%66.7%66.7%提升相同的物体，动滑轮越重，则机械效率越低。结论:1、使用相同的滑轮组提升不同的物体时，物体越重,则机械效率越高。2、提升相同的物体，动滑轮越重，则机械效率越低。思考题：如果没有刻度尺，不能测量h和s，还能否测滑轮组的机械效率？斜面也是经常使用的省力机械，那么，斜面的机械效率要与什么因素有关呢？猜想：斜面的粗糙程度，斜面的倾斜程度，物体的重力探究探究:斜面的机斜面的机械效率械效率1.把物体拉上斜面把物体拉上斜面时时,额外功是什么额外功是什么?(克服物体与斜面克服物体与斜面之间的摩擦力而做之间的摩擦力而做功功)2.2.探究一下光滑程度一样的斜面探究一下光滑程度一样的斜面,当它的倾斜程度不同当它的倾斜程度不同 时时 斜面的机械效率是否相同斜面的机械效率是否相同.请思考请思考:1.1.怎样计算总功怎样计算总功?W总总=F S2.怎样计算有用功怎样计算有用功?W有用有用=G h3.实验中需要测量哪几个物理量实验中需要测量哪几个物理量?改变木板的倾斜程度改变木板的倾斜程度,再测量两次斜面的机械效率再测量两次斜面的机械效率实验前请猜想实验前请猜想: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斜面的机械效率与它的倾斜程度有什么关系?最陡最陡较陡较陡较缓较缓机机械械效效率率总功总功W W总总/J/J有用有用功功W W有有/J/J 斜面长斜面长s/ms/m沿斜沿斜面拉面拉力力F/NF/N斜面高斜面高度度h/mh/m小车小车重量重量G/NG/N斜面的斜面的倾斜程倾斜程度度5.05.05.05.05.05.00.50.50.50.50.50.50.10.10.150.150.250.251.61.62.22.23.13.10.50.50.750.751.251.250.80.81.11.11.551.5563%63%68%68%81%81%光滑程度相同的斜面，越平缓越省光滑程度相同的斜面，越平缓越省力，机械效率越低。力，机械效率越低。斜面的机械效率与斜面的机械效率与1、斜面的粗糙程度有关：同一斜面，、斜面的粗糙程度有关：同一斜面，拉同一物体，斜面越粗糙，拉力越大，拉同一物体，斜面越粗糙，拉力越大，效率越低；效率越低；2、斜面的倾斜程度有关：粗糙程度、斜面的倾斜程度有关：粗糙程度相同，拉同一物体，斜面越陡（倾角相同，拉同一物体，斜面越陡（倾角越大），拉力越大，效率越高；越大），拉力越大，效率越高；3、所拉物体的重力有关：、所拉物体的重力有关：提高滑轮组机械效率的途径：提高滑轮组机械效率的途径：主要从减小额外功入手，额外功主要包括：主要从减小额外功入手，额外功主要包括：由于机械本身的重力和机械之间的摩擦使由于机械本身的重力和机械之间的摩擦使在使用机械时多做了功。在使用机械时多做了功。1、改善机械的结构，减轻机械本身的重力、改善机械的结构，减轻机械本身的重力2、加强润滑，减小机械间的摩擦、加强润滑，减小机械间的摩擦提高机械效率的意义：减小额外功，在有提高机械效率的意义：减小额外功，在有用功相同时，从而减小总功，节约能量。用功相同时，从而减小总功，节约能量。1 1、下列有关机械效率的概念的叙述中、下列有关机械效率的概念的叙述中正确的是（正确的是（）A A、机械效率越大，做功越快、机械效率越大，做功越快B B、做有用功越多时，机械效率越大、做有用功越多时，机械效率越大C C、机械效率越大，又省力又省功、机械效率越大，又省力又省功D D、机械效率越大，有用功占总功的比、机械效率越大，有用功占总功的比值越大值越大D2、小均用动滑轮将质量为、小均用动滑轮将质量为40kg的的货物匀速提高了货物匀速提高了5m，他用，他用250N的拉力拉了的拉力拉了10s，下列说法正确的，下列说法正确的是：是：()（g 取取10N/kg）A有用功为有用功为200J B额外功为额外功为500J C动滑轮的机械效率为动滑轮的机械效率为75%D小均的功率为小均的功率为200WB3、使用机械效率高的机械比效率、使用机械效率高的机械比效率低的机械相比，下列说法正确的是低的机械相比，下列说法正确的是（）A.更省力更省力B.更省距离更省距离C.功率更高，节约时间功率更高，节约时间D.有用功相同时更省功，节约能量有用功相同时更省功，节约能量E.使用更方便使用更方便D2.如图所示，为使重为如图所示，为使重为1500N1500N的物体的物体匀速移动到长匀速移动到长100m100m斜面的顶端，若斜面的顶端，若斜面的高为斜面的高为10m.10m.如果不计摩擦，需如果不计摩擦，需要的推力是多大？若实际需用要的推力是多大？若实际需用180N180N的推力，则这个斜面的机械效率是的推力，则这个斜面的机械效率是多少？多少？摩擦力是多大？摩擦力是多大？GFLh3、在新农村建设中，为将批建材运到10 m高的施工处，工人利用如图所示的滑轮组提升建材。装置中动滑轮重100N，工人每次匀速提升一箱重400N的建材，不计绳重和摩擦。试问：(1)每次提升建材时的有用功、额外功各是多少？(2)该滑轮组的机械效率是多少?（3）为加快施工进度，张师傅建议用电动机做动力替代人提升建材。为了安全，改装后每次可吊起四箱建材，建材匀速上升时的速度为0.4m/s。仓库中现有两台电动机，型号分别为“220V 0.8kW”、“220V 3kW”，请你通过计算说明应选哪台电动机才能使配置更为合理。4、在不计绳重和摩擦的情况下利用如图所示的甲、乙两装置分别用力把相同的物体匀速提升相同的高度若用F甲、F乙表示所需拉力，甲，乙表示甲、乙两装置的机械效率，W甲、W乙表示拉力所做的功。A、F甲F乙，甲乙，W甲W乙 B、F甲=F乙、甲乙，W甲W乙 C、F甲F乙、甲乙，W甲W 乙5、如图所示，某人用一个滑轮组站在地面上把500N的货物经5s提高了2m，所用的力是300N。求（1）这个人做功是多少？（2）这个滑轮组的机械 F效率是多少？探究动滑轮的机械效率探究动滑轮的机械效率一、影响动滑轮的机械效率的因素一、影响动滑轮的机械效率的因素 减轻动滑轮自重减轻动滑轮自重减小滑轮转轴间的摩擦力减小滑轮转轴间的摩擦力增加提升的物重。增加提升的物重。减轻绳重减轻绳重二、如何提高动滑轮的机械效率二、如何提高动滑轮的机械效率 1 1、动滑轮自重、滑轮摩擦、绳重、动滑轮自重、滑轮摩擦、绳重2 2、提升的物体重力、提升的物体重力滑轮组的机械效率与提升的高度、绳子的股数无关。滑轮组的机械效率与提升的高度、绳子的股数无关。如何提高动滑轮的机械效率如何提高动滑轮的机械效率 减轻动滑轮自重减轻动滑轮自重减小滑轮转轴间的摩擦力减小滑轮转轴间的摩擦力提高提升的物重。提高提升的物重。减轻绳重减轻绳重方法一方法一方法二方法二知识小结知识小结知识小结知识小结一、机械的三种功：一、机械的三种功：一、机械的三种功：一、机械的三种功：有用功有用功有用功有用功有利用价值的功。有利用价值的功。有利用价值的功。有利用价值的功。总功总功总功总功动力对机械所做的功。动力对机械所做的功。动力对机械所做的功。动力对机械所做的功。额外功额外功额外功额外功对人们无利用价值而又不得不做的功。对人们无利用价值而又不得不做的功。对人们无利用价值而又不得不做的功。对人们无利用价值而又不得不做的功。二、机械效率：二、机械效率：二、机械效率：二、机械效率：1 1、定义：有用功与总功的比值。、定义：有用功与总功的比值。、定义：有用功与总功的比值。、定义：有用功与总功的比值。2 2、公式讨论：、公式讨论：、公式讨论：、公式讨论：