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1、第十四章 功和机械能第二节第二节 机械效机械效率率不用机械用机械WW功的原理是什么？功的原理是什么？使用任何机械都不省功。使用任何机械都不省功。复习：例：通过一动滑轮用例：通过一动滑轮用60 60 牛的拉力提起重牛的拉力提起重为为100100牛的重物，使重物提高牛的重物，使重物提高2 2米。米。（1 1）拉力做多少功？）拉力做多少功？（2 2）如用手直接提起做功多少？）如用手直接提起做功多少？（2） W手手=Gh=100N2m=200J（1） W用机械用机械=Fs=60N4m=240J为什么利用机械做的功大于不用为什么利用机械做的功大于不用机械直接用手做的功呢？机械直接用手做的功呢？Fs=2h
2、=22m=4m解解:有用功有用功( )：对人们有用的功对人们有用的功（为达到目的必须做的功）（为达到目的必须做的功）有用W额外功额外功( )：人们不需要但又不人们不需要但又不 得不做的功得不做的功额W总功总功( )：有用功与额外功的总和有用功与额外功的总和总W你会选哪种方法呢？你会选哪种方法呢？想想议议想想议议123123对沙子做功对沙子做功对桶做功对桶做功克服克服自自重做功重做功对沙子做功对沙子做功对桶做功对桶做功对滑轮做功对滑轮做功对口袋做功对口袋做功对滑轮做功对滑轮做功对沙做功对沙做功有用功有用功有用功有用功有用功有用功额外功额外功额外功额外功额外功额外功请计算出有用功、额外功请计算出有
3、用功、额外功和总功分别是多少？和总功分别是多少？W有用有用=Gh=100N6m=600JW额外额外=G人人h +G桶桶h=400N 6m+20N 6m=2520JW总总=W有用有用+W额外额外=600J+2520J=3120JW有用有用=Gh=100N6m=600JW额外额外=G动动h+G桶桶h=10N 6m+20N 6m=180JW总总=W有用有用+W额外额外=600J+180J=780JW有用有用=Gh=100N6m=600JW额外额外= G动动h+G袋袋h=10N 6m+5N 6m=90JW总总=W有用有用+W额外额外=600J+90J=690J二、二、 机机 械械 效效 率率1.定义：
4、有用功与总功的比值叫机械效率定义：有用功与总功的比值叫机械效率.总有WW2.表达式表达式: 3.机械效率小于机械效率小于1,没有单位没有单位,常用百分数表示常用百分数表示.W有用有用=Gh=100N6m=600JW额外额外=G人人h +G桶桶h=400N 6m+20N 6m=2520JW总总=W有用有用+W额外额外=600J+2520J=3120J=600J/3120J=19.2%=600J/3120J=19.2%= =总有用WWW有用有用=Gh=100N6m=600JW额外额外=G动动h+G桶桶h=10N 6m+20N 6m=180JW总总=W有用有用+W额外额外=600J+180J=780
5、J=600J/780J=76.9%=600J/780J=76.9%= =总有用WWW有用有用=Gh=100N6m=600JW额外额外= G动动h+G袋袋h=10N 6m+5N 6m=90JW总总=W有用有用+W额外额外=600J+90J=690J=600J/690J=87%=600J/690J=87%= =总有用WW你希望额外功多些还是少些呢？你希望额外功多些还是少些呢？用水桶从井中提水的时候用水桶从井中提水的时候,所做的功所做的功哪部分是有用功哪部分是有用功,哪部分是额外功哪部分是额外功?提水所做的功是有用功提水所做的功是有用功;提水桶所提水桶所做的功是额外功。做的功是额外功。如果桶掉到井里
6、如果桶掉到井里,从井里捞桶的时候从井里捞桶的时候,捞捞上的桶里带了一些水上的桶里带了一些水,这种情况下哪部这种情况下哪部分是有用功分是有用功,哪部分是额外功哪部分是额外功?提水桶所做的功是有用功提水桶所做的功是有用功;提水所做的功提水所做的功是额外功。是额外功。练习练习:起重机把质量为起重机把质量为0.6t的重物匀速提的重物匀速提升了升了3m.它的电动机所做的功是它的电动机所做的功是34000J起重机的机械效率是多少起重机的机械效率是多少?解解:起重机提升货物所做的功是有用功起重机提升货物所做的功是有用功 G=mg=6000kg10N/kg=60000NW有有=FS=Gh=60000N3m=1
7、8000J起重机的电机所做的功是总功起重机的电机所做的功是总功 W总总=34000J机械效率是机械效率是总有WW=18000J/34000J=53%1、用一个动滑轮把重、用一个动滑轮把重100N的沙子提到的沙子提到9m高的脚手架上高的脚手架上,所用的力是所用的力是60N,那么做的总那么做的总功是功是 J,有用功是有用功是 J ,机械效率机械效率是是 。2、用动力臂是阻力臂、用动力臂是阻力臂2倍的杠杆将重倍的杠杆将重400N的货物抬高的货物抬高20cm，手向下压杠杆的，手向下压杠杆的力是力是220N，手下降的高度是，手下降的高度是 cm，人做的总功是人做的总功是 J，有用功是，有用功是 J，这根
8、杠杆的机械效率是这根杠杆的机械效率是 。108090083.3%40888090.9%有用功总小于总功，所以机械效有用功总小于总功，所以机械效率总小于率总小于1 1 看看刚才的数据，思考机械效看看刚才的数据，思考机械效率会大于吗？为什么？率会大于吗？为什么？起重机起重机的机械的机械效率是效率是60%它表示什它表示什么意思？么意思？ 使用起重机提升重物时所做的有用功跟使用起重机提升重物时所做的有用功跟总功的比值是总功的比值是60%60%，也可以说有用功在总，也可以说有用功在总功中占有功中占有60%60%，另外的，另外的4040是额外功是额外功例：某人用如图所示的滑轮组例：某人用如图所示的滑轮组提
9、升提升20002000牛的重物，使用的拉牛的重物，使用的拉力是力是800800牛，绳子自由端被拉牛，绳子自由端被拉下下4 4米。（米。（1 1）这个人做的总功）这个人做的总功是多少焦？（是多少焦？（2 2）有用功是多）有用功是多少焦？（少焦？（3 3）额外功是多少焦？）额外功是多少焦？（4 4）这个滑轮组的机械效率）这个滑轮组的机械效率是多少？是多少？FG例题精选：已知：已知：G=2000牛牛 F=800牛牛 S=4米米 n=4求：求：总W有用W额外W)(32004800) 1 ( :焦解总 FSW)(2000442000)2(焦有用nSGGhW)(120020003200)3(焦有用总额外W
10、WW%5.62625.032002000)4(总有用WW探究探究 斜面的机械效率斜面的机械效率探究过程：探究过程：组装器材组装器材进行实验进行实验分析数据，得到结论分析数据，得到结论FSh实验装置：实验装置：实验过程：实验过程：测量小木块的重量，记录数据；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把小木块用弹簧秤沿斜面匀速向上拉；分别记录拉力上拉；分别记录拉力F F、木块沿斜、木块沿斜面移动的距离面移动的距离S S、木块上升的高度、木块上升的高度h h。结论：结论：在斜面高度一定时，斜面的在斜面高度一定时，斜面的倾斜程
11、度越大倾斜程度越大,机械效率越高。机械效率越高。 1. 1. 把一重物沿图所示的把一重物沿图所示的AD、BD、CD三个三个光滑斜面光滑斜面推向顶端推向顶端D，则推力，则推力所做的功是所做的功是 A沿斜面沿斜面AD推，做功最多推，做功最多B沿斜面沿斜面BD推，做功最多推，做功最多C沿斜面沿斜面CD推，做功最多推，做功最多D一样多；一样多； D2 2、用一块、用一块长长L=5mL=5m的木板，搭在离地的木板，搭在离地面面高高为为h=2mh=2m的卡车车厢上，用的卡车车厢上，用F=F=500N500N的的拉力拉力，把，把重重G=1000NG=1000N的货物的货物匀速拉到车上，问人做了多少功？匀速拉
12、到车上，问人做了多少功？其中有用功是多少？额外功是多少？其中有用功是多少？额外功是多少？LhACBF1 1、例题中总功、有用功、额外功中哪、例题中总功、有用功、额外功中哪些功一点都不能省？些功一点都不能省？2 2、哪些功可以省一些？、哪些功可以省一些？（有用功一点不能省，否则达不到目的。）（有用功一点不能省，否则达不到目的。） 额外功可以想办法省一些，如额外功可以想办法省一些，如减轻动滑轮重力减轻动滑轮重力 减少动滑轮个数，其减少动滑轮个数，其额外功可以省一些，有用功不能省，额外功可以省一些，有用功不能省，而总功而总功= =有用功有用功+ +额外功，这样总功也额外功，这样总功也就可省一些。就可
13、省一些。思考问题：思考问题：如何提高机械效率？如何提高机械效率？ 法一：减小机械自重法一：减小机械自重例如：动滑轮太重，换用较轻滑轮例如：动滑轮太重，换用较轻滑轮就可提高其机械效率。就可提高其机械效率。法二：减小机械间的摩擦力。法二：减小机械间的摩擦力。法三：增加有用功（如增加法三：增加有用功（如增加所吊物体重力）所吊物体重力）（1 1）“机械效率大的简单机械，一机械效率大的简单机械，一定比机械效率小的简单机械省力。定比机械效率小的简单机械省力。”这句话对吗？这句话对吗？（2 2）利用机械功原理分析：）利用机械功原理分析：“省力省力的机械一定费距离。的机械一定费距离。” ” 示例六课后思考：六课后思考：返回返回返回再 见