資源簡介

(共26張PPT)
功與機械效率3
----機械效率
——余老師
00
G
F
這是什么簡單機械？
它的作用是什么？
它能不能省功？
使用它拉重物實際做功情況如何計算？
00
G
F
G
G
物體提升高度h
細繩對重物做功(或直接提升重物做功)W=Gh
繩子自由端移動距離2h
不計摩擦時，繩子自由端實際拉力：
F=
G+G動
2
實際拉力做功：
W實=Fs=
G+G動
2
×2h
=(G+G動)·h
=Gh+G動h
＞W
為什么實際做功大于提升重物所需做功？
有用功和額外功
01
STEP
01
有用功和額外功
我們所需要完成的：
G
我們實際完成的：
G
有什么區別？
本來就需要完成的，有用的功
有用功
實際完成的所有的功
總功
01
有用功和額外功
G
F
用動滑輪提升物體時，W總＞W有用，多出來的功做了什么？
滑輪被提升，需要對滑輪做功。
繩子被提升，需要對繩子做功。
滑輪與繩子之間有摩擦，需要克服摩擦力做功。
額外功
額外功能否避免？
01
有用功和額外功
有用功和額外功
使用簡單機械的時候，為了達到一定的目的而做的功叫 ；不是我們需要的，但又不得不做的功叫 。
有用功
額外功
找一找
有用功和額外功
兩人抬沙發上樓
G
拉重物上斜面
井中打水
水桶掉井里撈上來
01
有用功和額外功
右圖中三位同學把沙子運到三樓，有用功和額外功有哪些？
它們分別是多少？
01
有用功和額外功
有用功：
100N沙子到3樓所需要的功
額外功：
人和桶上到3樓所需要的功
額外功：
桶和動滑輪上到3樓所需要的功；
克服摩擦所做的功
額外功：
袋子和動滑輪上到3樓所需要的功；
克服摩擦所做的功
W總
=W有用+W額外
01
有用功和額外功
若不計摩擦
W有用=Gh
=100N×6m
=600J
W總1=(G+G人+G桶)h
=(100N+400N+20N)×6m
=3120J
W總2=(G+G動+G桶)h
=(100N+10N+20N)×6m
=780J
W總3=(G+G動+G袋)h
=(100N+10N+5N)×6m
=690J
01
有用功和額外功
用不同的簡單機械提升同一重物時，人所做的功是不同的。
是有用功不同導致的還是額外功不同導致的？
額外功
01
有用功和額外功
不同的簡單機械會產生不同的額外功，我們如何評價一個簡單機械做功時的效率高低？
機械效率
02
STEP
02
機械效率
機械效率
與 的比值叫做機械效率，通常用 表示，且無單位。
有用功
總功
百分數
η
=
W有
W總
×100%
機械效率的取值范圍是怎么樣的？
利用機械做功時，因為總是要做額外功，所以總功 有用功，機械效率 1。
大于
小于
02
機械效率
常見簡單機械的機械效率
1.斜面
η
=
W有
W總
G
=
Gh
FL
h
L
2.杠桿提升重物
η
=
W有
W總
=
Gh
FhF
若F始終豎直向上
=
GL2
FL1
G
F
F
G
L2
L1
額外功主要是杠桿自重和摩擦產生的
02
機械效率
3.滑輪組提升重物
G
F
常見簡單機械的機械效率
η
=
W有
W總
若不計摩擦力
F
=
G+G動
n
=
G
n×
G+G動
n
=
G
G+G動
滑輪組機械效率和繩子繞法有沒有關系？
滑輪組機械效率和定滑輪重有沒有關系？
=
Gh
Fs
若繩子股數為n
=
Gh
Fnh
=
G
nF
02
機械效率
3.滑輪組提升重物
G
F
常見簡單機械的機械效率
η
=
G
G+G動
如何提升滑輪組機械效率？
G↑
同一滑輪組，提升的重物越重，機械效率越高
G動↓
同一重物，滑輪組動滑輪越輕，機械效率越高
02
機械效率
常見簡單機械的機械效率
4.滑輪組水平拉動物體
G
η
=
W有
W總
=
fs物
Fs
若繩子股數為n
=
fs物
Fns物
=
f
nF
02
機械效率
例1
如圖所示物體A被滑輪組拉著在水平地面上5s內勻速直線運動了2m，它受到地面的摩擦阻力是96N，繩端拉力F為40N，則A物體的運動速度是 m/s，拉力F的功率是 W，該滑輪組的機械效率 。
A
0.4
48
80%
v物
=
s物
t
=
2m
5s
=0.4m/s
P
=
W
t
=
Fs
t
=
40N×2m×3
5s
=
Fns物
t
=48W
η
=
W有
W總
=
fs物
Fns物
=
f
nF
=
96N
3×40N
=80%
02
機械效率
例2
利用下圖所示裝置將重為100 N的物體勻速從斜面的底端拉到頂端．已知斜面的長是5 m，高是2 m，拉力為F＝50 N，則該裝置的機械效率是 ( )
A．40%　　B．50%　　　
C．80%　　D．100%
η
=
W有
W總
=
Gh
FLF
vF=2v物
LF=2L
=
Gh
2FL
=
100N×2m
2×50N×5m
=40%
A
練習
03
STEP
03
練習
A
D
03
練習
D
D
03
練習
D
03
練習
C
150s
108W
2700J
感謝聆聽
加油

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