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1、Copyright 2004-2015 版权所有 盗版必究第四课时第四课时机械效率机械效率Copyright 2004-2015 版权所有 盗版必究用如图所示的滑轮组提升重为用如图所示的滑轮组提升重为400牛的重物，动滑轮牛的重物，动滑轮重重60牛，则拉力要多大？（摩擦及绳的重力不计）牛，则拉力要多大？（摩擦及绳的重力不计）FGF=1/2（G物物G动动）=1/2（400牛牛60牛）牛）=230牛牛要使重物上升要使重物上升2米，绳子自由端需拉过几米？米，绳子自由端需拉过几米？s=2h=22米米=4米米拉力所做的功是多少焦？拉力所做的功是多少焦？W=Fs=230牛牛4米米=920焦焦提升重物所做的
2、功是多少焦？提升重物所做的功是多少焦？W物物=G物物h=400牛牛2米米=800焦焦提升动滑轮所做的功是多少焦？提升动滑轮所做的功是多少焦？W动动=G动动h=60牛牛2米米=120焦焦希望做希望做的功的功不希望不希望做的功做的功Copyright 2004-2015 版权所有 盗版必究1.有用功（有用功（W有用有用）：）：一、有用功、额外功、总功一、有用功、额外功、总功2.额外功（额外功（W额外额外）：）：3.总功（总功（W总总）：）：W总总=W有用有用W额外额外即必须要做的功。即必须要做的功。即不需要但又不得不做的功。即不需要但又不得不做的功。机械克服机械克服摩擦等额外阻力摩擦等额外阻力所所
3、做的功。做的功。机械克服机械克服有用阻力有用阻力所做的功。所做的功。有用功加额外功是总共做的功。有用功加额外功是总共做的功。克服摩擦克服摩擦所做的功所做的功克服机械本身克服机械本身重力所做的功重力所做的功总功必定大总功必定大于有用功。于有用功。Copyright 2004-2015 版权所有 盗版必究3、在左图中，如果考虑绳子的自重及滑轮、在左图中，如果考虑绳子的自重及滑轮轴心处的摩擦，所做的额外功还有哪些？轴心处的摩擦，所做的额外功还有哪些？你希望额外功大些还是小些？你希望额外功大些还是小些？1、用水桶从井中提水的时候，所做的功，、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
4、外功？哪部分是有用功，哪部分是额外功？2、如果桶掉到井里，从井中捞桶的时候，、如果桶掉到井里，从井中捞桶的时候，捞上来的桶有些水，此时所做的功，哪部捞上来的桶有些水，此时所做的功，哪部分是有用功，哪部分是额外功？分是有用功，哪部分是额外功？4、从能量转化的角度，可以对左图中的各、从能量转化的角度，可以对左图中的各种功进行如下的分析。怎样描述机械工作时种功进行如下的分析。怎样描述机械工作时能量的利用率？能量的利用率？总功总功=人提供的能量人提供的能量有用功有用功=重物增加的势能重物增加的势能额外功额外功=动滑轮增加的势能动滑轮增加的势能+摩擦产生的内能摩擦产生的内能Copyright 2004-
5、2015 版权所有 盗版必究有用功有用功跟跟总功总功的的比值比值二、机械效率二、机械效率1、表达式：、表达式：2、的特点的特点:（1）无单位）无单位（2）总小于）总小于1（3）一般用百分比表示）一般用百分比表示机械效率越大，机械工作时能量的利用率越高。机械效率越大，机械工作时能量的利用率越高。=W有用有用W总总100%Copyright 2004-2015 版权所有 盗版必究【例【例1】如图所示的滑轮组，】如图所示的滑轮组，用用280牛的力牛的力提升重为提升重为400牛牛的重物，动滑轮重的重物，动滑轮重60牛，要使重物上升牛，要使重物上升2米，求：该滑轮米，求：该滑轮组的机械效率？（摩擦及绳的
6、重力不计）组的机械效率？（摩擦及绳的重力不计）FG总功总功即拉力所做的功是：即拉力所做的功是：W总总=Fs=280牛牛4米米=1120焦焦有用功有用功即提升重物所做的功是：即提升重物所做的功是：W有有=G物物h=400牛牛2米米=800焦焦=W有用有用W总总100%=800焦焦1120焦焦100%71.4%如果考虑摩擦效率更低。如果考虑摩擦效率更低。拉力移动距离为拉力移动距离为s=2h=4米米Copyright 2004-2015 版权所有 盗版必究机械效率是表示机械性能的一项重要指标。机械效率是表示机械性能的一项重要指标。一般的一般的滑轮组滑轮组的机械效率为的机械效率为50%70%起重机起重
7、机的机械效率为的机械效率为40%50%抽水机抽水机的机械效率为的机械效率为60%80%那么，如何提高机械效率那么，如何提高机械效率？三、提高机械效率的方法三、提高机械效率的方法（1）减小摩擦，经常润滑，定时保养。）减小摩擦，经常润滑，定时保养。（2）减小机械本身的重力。）减小机械本身的重力。在使用机械时，尽可能在使用机械时，尽可能减小额外功减小额外功。Copyright 2004-2015 版权所有 盗版必究机械功率与机械效率有什么区别？机械功率与机械效率有什么区别？下列说法正确吗下列说法正确吗？1、越省力的机械效率越高。、越省力的机械效率越高。2、做有用功多的机械效率高。、做有用功多的机械效
8、率高。3、功率大的机械效率高。、功率大的机械效率高。4、总功一定时，有用功多的机械效率高、总功一定时，有用功多的机械效率高5、有用功一定时，额外功少的机械效率高、有用功一定时，额外功少的机械效率高机械功率是描述做功快慢的科学量，它的机械功率是描述做功快慢的科学量，它的单位是瓦特。而机械效率是描述有用功占单位是瓦特。而机械效率是描述有用功占总功的比值，它没有单位。总功的比值，它没有单位。Copyright 2004-2015 版权所有 盗版必究你是否看到过如图所示的搬运货物的情景？你是否看到过如图所示的搬运货物的情景？斜放的平板构斜放的平板构成了一个斜面成了一个斜面四、斜面四、斜面一种可以省力的
9、简单机械。一种可以省力的简单机械。利用斜面可以利用斜面可以更省力地将货更省力地将货物从低处搬运物从低处搬运到高处。到高处。斜面的斜面的机械效率与哪些因素有关？机械效率与哪些因素有关？可能与倾斜角度、摩擦等因素有关。可能与倾斜角度、摩擦等因素有关。Copyright 2004-2015 版权所有 盗版必究斜面的机械效率斜面的机械效率1如图所示，将如图所示，将1块长木板的一端垫高，构成块长木板的一端垫高，构成一个斜面，用刻度尺测出斜面的长一个斜面，用刻度尺测出斜面的长S和斜面的和斜面的高度高度h。2用弹簧测力计用弹簧测力计测出小车的重力测出小车的重力G。3用弹簧测力计沿着斜面把小车从斜面底端用弹簧
10、测力计沿着斜面把小车从斜面底端匀速拉匀速拉到顶端，读出弹簧测力计的读数到顶端，读出弹簧测力计的读数F。4改变斜面的改变斜面的倾斜程度倾斜程度，重复上述步骤，重复上述步骤2次。次。5将测量结果记录在下面的表格中。将测量结果记录在下面的表格中。Copyright 2004-2015 版权所有 盗版必究表表3-3测量斜面的机械效率测量斜面的机械效率斜面斜面的倾的倾斜程斜程度度小车小车重力重力G（牛）（牛）斜面斜面高度高度h（米）（米）沿斜面沿斜面拉力拉力F（牛）（牛）斜面斜面长长s（米）（米）有用功有用功W有用有用（焦）（焦）总功总功W总总（焦）（焦）机械机械效率效率较缓较缓较陡较陡最陡最陡Copy
11、right 2004-2015 版权所有 盗版必究对对光滑程度相同光滑程度相同的斜面，斜面的的斜面，斜面的倾斜程度倾斜程度越大越大，斜面的斜面的机械效率越高机械效率越高。当斜面的当斜面的倾斜程度倾斜程度一定，一定，机械效率与机械效率与何何因素因素有关？有关？与斜面的光滑程度有关。与斜面的光滑程度有关。hFACBLGFLW动力动力=W克服重力克服重力=GhFL=GhF=hGL=100%Copyright 2004-2015 版权所有 盗版必究即斜面存在摩擦力。即斜面存在摩擦力。FLW动力动力=W克服重力克服重力=GhW克服摩擦克服摩擦=fLFL=GhfL+F=hGLf+斜面越粗糙，摩擦力越大，克
12、服摩擦做功越大，斜面越粗糙，摩擦力越大，克服摩擦做功越大，机械效率越小。机械效率越小。hFACBLGfCopyright 2004-2015 版权所有 盗版必究右图说明了什么右图说明了什么？同一物体升高相同的高同一物体升高相同的高度，斜面越长越省力。度，斜面越长越省力。南南浦浦大大桥桥引引桥桥很很长长Copyright 2004-2015 版权所有 盗版必究斜面的应用斜面的应用Copyright 2004-2015 版权所有 盗版必究1、用滑轮组把、用滑轮组把720牛重的货物提高牛重的货物提高10米，米，若滑轮组的机械效率是若滑轮组的机械效率是60%，求有用功、，求有用功、总功和额外功。总功和
13、额外功。W有有=G物物h=720牛牛10米米=7200焦焦=W有用有用W总总=7200焦焦60%=12000焦焦W额外额外=W总总W有有=4800焦焦2、下列说法正确的是、下列说法正确的是-（）A.机器效率的机械，功率一定大。机器效率的机械，功率一定大。B.做功时间长的机械，功率一定小。做功时间长的机械，功率一定小。C.功率大的机械，做功一定多。功率大的机械，做功一定多。D.所有机械的机械效率都小于所有机械的机械效率都小于1。DCopyright 2004-2015 版权所有 盗版必究3、用滑轮组提升重物、用滑轮组提升重物,可以提高滑轮组机械效率可以提高滑轮组机械效率的方法是的方法是-（）A.
14、改变绕绳方法改变绕绳方法B.增加重物提升高度增加重物提升高度C.减少重物提升高度减少重物提升高度D.增加物重增加物重D4、甲同学要把重、甲同学要把重100牛的沙子运上牛的沙子运上4楼（甲体重楼（甲体重500牛）牛）分别计算以下三种方法的机械效率？分别计算以下三种方法的机械效率？（1）用铁桶装，人拿桶爬上楼（桶重）用铁桶装，人拿桶爬上楼（桶重20牛）牛）（2）用动滑轮提拉，用铁桶装（桶重）用动滑轮提拉，用铁桶装（桶重20牛、牛、滑轮重滑轮重5牛、摩擦不计）牛、摩擦不计）（3）用动滑轮提拉，用口袋装（口袋重）用动滑轮提拉，用口袋装（口袋重2牛、牛、滑轮重滑轮重5牛、摩擦不计）牛、摩擦不计）Copyright 2004-2015 版权所有 盗版必究