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1、第十一章 功和机械能第3节 机械效率1课堂讲点2课时流程有用功和额外功有用功和额外功 机械效率机械效率课后课后作业作业逐点逐点导讲练导讲练课堂课堂小结小结当堂当堂检测检测小明家住在二楼，买了一批木料，可以直接用手拉小明家住在二楼，买了一批木料，可以直接用手拉到二楼，也可以使用动滑轮，使用动滑轮的作用为到二楼，也可以使用动滑轮，使用动滑轮的作用为了了省力省力。思考：思考：用手直接对木料做功与手对机械做功相等吗用手直接对木料做功与手对机械做功相等吗？为什么？为什么？1知识点知识点有用功和额外功有用功和额外功人提沙子做功人提沙子做功1对对砂子做功砂子做功2对对桶做功桶做功3克服自重做功克服自重做功人
2、拉滑轮做功人拉滑轮做功1对对砂子做功砂子做功2对对桶做功桶做功3对动对动滑滑轮轮做功做功人拉滑轮做功人拉滑轮做功1对对砂子做功砂子做功2对对口袋做功口袋做功3对动对动滑滑轮轮做功做功1.有有用功：用功：有有实实用价用价值值功，用功，用W有用有用表表示。示。2.额额外功：外功：没有没有实实用价用价值值但又不但又不 得不做的功得不做的功，用用W额额表示。表示。3.总总功：功：有用功与有用功与额额外功的外功的总总和，用和，用W总总表示表示。W总总=W有用有用+W额额外外人提沙子做功人提沙子做功1对对砂子做功砂子做功2对对桶做功桶做功3克服自重做功克服自重做功人拉滑轮做功人拉滑轮做功1对对砂子做功砂子
3、做功2对对桶做功桶做功3对动对动滑滑轮轮做功做功人拉滑轮做功人拉滑轮做功1对对砂子做功砂子做功2对对口袋做功口袋做功3对动对动滑滑轮轮做功做功1.有有用功：用功：有有实实用价用价值值功，用功，用W有用有用表表示。示。2.额额外功：外功：没有没有实实用价用价值值但又不但又不 得不做的功得不做的功，用用W额额表示。表示。3.总总功：功：有用功与有用功与额额外功的外功的总总和，用和，用W总总表示表示。W总总=W有用有用+W额额外外【例【例1】甲同学用水桶从井里提水，乙同学用甲同学用水桶从井里提水，乙同学用绳绳把掉在把掉在井中的水桶井中的水桶捞捞上来，水桶里上来，水桶里带带了一些水，关于两同学了一些水
4、，关于两同学所做有用功、所做有用功、额额外功的外功的说说法正确的是法正确的是()A甲提水桶做的功是有用功甲提水桶做的功是有用功B乙提水桶做的功是有用功乙提水桶做的功是有用功C甲提水桶甲提水桶对对桶做的功是桶做的功是额额外功外功D乙提水桶乙提水桶对对桶做的功是桶做的功是额额外功外功C【解析解析】甲同学的目的是提水，所以对水做的功是有用功，但甲同学的目的是提水，所以对水做的功是有用功，但是对桶又不得不做功，则对桶做的功是额外功。乙同是对桶又不得不做功，则对桶做的功是额外功。乙同学的目的是提桶，所以对桶做的功是有用功，但是对学的目的是提桶，所以对桶做的功是有用功，但是对水又不得不做功，则对水做的功是
5、额外功。水又不得不做功，则对水做的功是额外功。总 结本题采用了本题采用了概念辨析法概念辨析法，考查学生对有用功和额外功，考查学生对有用功和额外功的认识。需要注意的是的认识。需要注意的是A、B选项，在提水桶过程中，选项，在提水桶过程中，要同时对桶和桶内的水做功，所以提水桶做的功是总要同时对桶和桶内的水做功，所以提水桶做的功是总功，切不可将功，切不可将“提水桶做的功提水桶做的功”和和“对桶做的功对桶做的功”相相混淆。混淆。1(漳州漳州)亮亮和体重较大的爸爸帮助邻居各扛一袋亮亮和体重较大的爸爸帮助邻居各扛一袋质量为质量为5 kg的大米，从一楼爬到三楼，爸爸用时的大米，从一楼爬到三楼，爸爸用时较短。则
6、亮亮与爸爸所做的较短。则亮亮与爸爸所做的()A有用功相等有用功相等 B总功相等总功相等C总功率相等总功率相等 D有用功和总功的比值相等有用功和总功的比值相等2 如图所示，升旗过程中，克服旗的重力做的功是如图所示，升旗过程中，克服旗的重力做的功是_，克服绳子重力做的功是，克服绳子重力做的功是_，拉，拉力做的功是力做的功是_。(均填均填“有用功有用功”“额外功额外功”或或“总功总功”)2 如图所示，升旗过程中，克服旗的重力做的功是如图所示，升旗过程中，克服旗的重力做的功是_，克服绳子重力做的功是，克服绳子重力做的功是_，拉，拉力做的功是力做的功是_。(均填均填“有用功有用功”“额外功额外功”或或“
7、总功总功”)2知识点知识点机械效率机械效率你知道生活中的你知道生活中的“率率”一词吗？一词吗？种子的发芽率、树的成活率种子的发芽率、树的成活率粉笔利用率粉笔利用率时间的利用率时间的利用率 上述的几个上述的几个“率率”=有用的量有用的量/总量总量表示事物某一方面的优劣。表示事物某一方面的优劣。机械效率机械效率有用功跟总功的比值叫机械效率有用功跟总功的比值叫机械效率。公式：公式：机械效率一般用百分数表示，没有单位。机械效率一般用百分数表示，没有单位。思考：思考：机械效率会大于机械效率会大于1吗？为什么？吗？为什么？有用功总小于总功，所以机械效率总小于有用功总小于总功，所以机械效率总小于1。机械效率
8、公式：机械效率公式：起重机的机械效率是起重机的机械效率是60%它表示什么意思？它表示什么意思？使用起重机提升重物时所做的有用功跟总功的比值是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，也可以说有用功在总功中占有60%，另外的，另外的40是额外功是额外功如何提高机械效率？如何提高机械效率？1.减小机械自重减小机械自重例如：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。较轻滑轮就可提高其机械效率。2.减小机械间的摩擦力减小机械间的摩擦力例如：加强机械运动部位的润滑。例如：加强机械运动部位的润
9、滑。3.增大物体的重量增大物体的重量在额外功不变的情况下增大有用功。在额外功不变的情况下增大有用功。如何提高机械效率？如何提高机械效率？1.减小机械自重减小机械自重例如：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。较轻滑轮就可提高其机械效率。2.减小机械间的摩擦力减小机械间的摩擦力例如：加强机械运动部位的润滑。例如：加强机械运动部位的润滑。3.增大物体的重量增大物体的重量在额外功不变的情况下增大有用功。在额外功不变的情况下增大有用功。【例【例2】(广州广州)用如用如图图所示的剪刀剪所示的剪刀剪纸纸，机械效率，机械效率为为8
10、0%，这这表示表示()A若作用在剪刀的若作用在剪刀的动动力是力是1 N，则则阻力是阻力是0.8 NB若作用在剪刀的阻力是若作用在剪刀的阻力是1 N，则动则动力是力是0.8 NC若作用在剪刀的若作用在剪刀的动动力做功力做功1 J，则则有有0.2 J的功用于的功用于剪剪纸纸D若作用在剪刀的若作用在剪刀的动动力做功力做功1 J，则则有有0.8 J 的功用于剪的功用于剪纸纸D剪刀可以看成是一个杠杆，已知一个力求另一个力，剪刀可以看成是一个杠杆，已知一个力求另一个力，根据杠杆的平衡条件根据杠杆的平衡条件F1l1F2l2知，必须知道动力臂知，必须知道动力臂和阻力臂或二者的比值，故和阻力臂或二者的比值，故A
11、、B选项都错误；利用选项都错误；利用剪刀的目的是剪纸，所以剪纸做的功是有用功。由机剪刀的目的是剪纸，所以剪纸做的功是有用功。由机械效率为械效率为80%知，如果动力做功知，如果动力做功1 J，有，有0.8 J是用于是用于剪纸，故剪纸，故C选项错误，选项错误，D选项正确。选项正确。【解析解析】总 结(推理法推理法)在使用机械时，为完成某项任务必须做的功在使用机械时，为完成某项任务必须做的功叫有用功；对完成任务没有用但又不得不做的功叫额叫有用功；对完成任务没有用但又不得不做的功叫额外功；有用功与额外功之和叫总功；有用功与总功的外功；有用功与额外功之和叫总功；有用功与总功的比值是机械效率。剪刀剪纸机械
12、效率为比值是机械效率。剪刀剪纸机械效率为80%表示：在表示：在剪纸过程中，有剪纸过程中，有80%的功用来剪纸，的功用来剪纸，20%用来做额外用来做额外功。功。1甲乙两种机械的机械效率分别是甲乙两种机械的机械效率分别是80%和和65%，则下，则下列说法正确的是列说法正确的是()A使用甲机械省力使用甲机械省力B使用甲机械做功快使用甲机械做功快C在相同的时间内，使用甲机械完成的功多在相同的时间内，使用甲机械完成的功多D乙机械的额外功在总功中占的比例大乙机械的额外功在总功中占的比例大甲、乙升降机分别把相同质量的物体匀速提升相同甲、乙升降机分别把相同质量的物体匀速提升相同的高度，甲升降机比乙升降机的机械
13、效率高。两者的高度，甲升降机比乙升降机的机械效率高。两者相比，甲升降机相比，甲升降机()A做的总功较少做的总功较少B做的总功较多做的总功较多C提升重物做的有用功较少提升重物做的有用功较少D提升重物做的有用功较多提升重物做的有用功较多2甲、乙升降机分别把相同质量的物体匀速提升相同甲、乙升降机分别把相同质量的物体匀速提升相同的高度，甲升降机比乙升降机的机械效率高。两者的高度，甲升降机比乙升降机的机械效率高。两者相比，甲升降机相比，甲升降机()A做的总功较少做的总功较少B做的总功较多做的总功较多C提升重物做的有用功较少提升重物做的有用功较少D提升重物做的有用功较多提升重物做的有用功较多2一、功的分一
14、、功的分类类有用有用功：有功：有实实用价用价值值的功的功额额外外功：功：对对人人们们没有利用价没有利用价值值而又不得不做的而又不得不做的功。功。总总功：有功：有用功加用功加额额外功的和外功的和二、机械效率二、机械效率定定义义：有用功跟：有用功跟总总功的功的比比值值。公式：公式：有没有机械效率为有没有机械效率为100%的机械？为什么？举例说的机械？为什么？举例说明，通过什么途径可以提高机械效率。明，通过什么途径可以提高机械效率。一台起重机将重一台起重机将重3 600 N的货物提高的货物提高4 m,起重机做起重机做的有用功是多少？如果额外功是的有用功是多少？如果额外功是9 600 J，总功是多，总
15、功是多少？机械效率是多少？起重机所做的额外功是由哪少？机械效率是多少？起重机所做的额外功是由哪些因素引起的？些因素引起的？12在斜面上拉一个重在斜面上拉一个重4.5 N的物体到高处的物体到高处(如如图图)，沿斜沿斜面向上的拉力为面向上的拉力为 1.8 N，斜面长，斜面长1.2 m、高、高0.3 m。把重物直接提升把重物直接提升h所做的功作为有用功，求这个斜所做的功作为有用功，求这个斜面的机械效率。面的机械效率。3用一个动滑轮在用一个动滑轮在5 s内将一重为内将一重为 200 N的物体向上提的物体向上提起起3 m，拉力为，拉力为150 N。这个动滑轮的机械效率是多。这个动滑轮的机械效率是多少？拉力的功率有多大？少？拉力的功率有多大？4