資源簡介

(共22張PPT)
第四節　機械效率
使用動滑輪能省功嗎？
使用動滑輪不能省功，還要多做功
名稱 拉力F(牛) F移動的距離S(米) 利用機械做的功
手
動滑輪
G
G/2
2h
G*h
h
G*h
必須做的功
不需要的，但又不得不做的功
為達到目的，人們必須做的功
人們不需要但又不得不做的功
有用功與額外功的總和
一、有用功、額外功、總功
有用功：
W有
額外功 ：
三者關系 W總=W有+W額
總功 ：
★用水桶從井中提水時，所做的有用功是
，額外功是 ，總
功是 ；
★如果桶掉到井里，從井里撈桶時，撈上來
的桶里帶了一些水，有用功是 ，
額外功是 ，總功是 。
提水做的功
提桶做的功
拉力所做的功
拉力所做的功
提桶做的功
提水做的功
機械效率是有用功跟總功的比值
二、機械效率
1、表達式：
2、η的特點:
（1）無單位
（3）總小于1
（2）一般用百分數表示
洪山嘴中學詹振亞
洪山嘴中學詹振亞
3、對機械效率的理解
（3）機械效率與是否省力、功率大小、提升高度、
做功的多少 關。
如：某起重機的機械效率是60%
（1）使用該起重機提升重物時，所做的有用功跟總功
的比是 。
（2）也可以說，使用該起重機提升重物時，所做的有
用功在總功中占有 ，額外功占 。
（4）有用功所占總功的比例越大，機械效率越 。
你知道下面這些物體的機械效率嗎？
水泵
起重機
汽油機
柴油機
滑輪組
60%－80%
40%－50%
20%－30%
30%－50%
50%－80%
洪山嘴中學詹振亞
洪山嘴中學詹振亞
4、影響機械效率的因素和提高機械效率的方法:
（1）影響機械效率的因素:
A、減輕機械自重
B、減小摩擦力
D、增加提升的物重。
C、減輕繩重
（2）提高機械效率的方法:
A、機械的自重、摩擦、繩重
B、提升的物體重力
請你判斷：下面說法中是否正確？
1．有用功越多，機械效率越高（ ）
2．額外功越少，機械效率越高（ ）
3．物體做功越慢，機械效率越低（ ）
4．做總功越多，機械效率越低（ ）
5．做相同的有用功，額外功越少，機械效率越高（ ）
6．做相同的總功時，有用功越多，機械效率越高（ ）
7．機械效率越高，越省力（ ）
√
√
×
×
×
×
×
隨堂小練習
*
三、機械效率的公式
1、 W有＝Gh
2 ， W總＝FS
提升物體:
例1:用一動滑輪將重200N的砂子提到9m高的腳手架上，所用力是120N，求有用功、總功、機械效率各是多少？
解：
練習：工 人 師 傅 用 如 圖 所 示 的 滑 輪 組 ， 將 重 為 800 N 的 物 體 緩 慢 勻 速 豎 直 提 升 3 m ， 人 對 繩 端 的 拉 力F 為500N，不 計 繩 重 和 滑 輪 轉 軸 處 的 摩 擦，則（　　）
A．繩子自由端移動的距離為9 m
B．動滑輪的重力為200 N
C．人通過滑輪組做的有用功為1500 J
D．滑輪組的機械效率為53.3%
B
三、機械效率的公式
1、 W有＝fS物
2 、W總＝FS
水平拉動：
例2、如圖所示：若物重500N， 物體受到 的摩擦力為重力的0.2倍，在120N的拉力作用下物體以0.2m/s的速度勻速運動5s，求：
1、有用功
2、總功
3、機械效率
練習：用如圖所示的滑輪組拉動水平地面上重1 000 N的物體A,使物體A在4 s內勻速前進了4 m,物體A受到地面的摩擦力f=300 N,所用拉力F=120 N,忽略繩重、滑輪重及繩與滑輪間的摩擦。下列說法中正確的是 (　　)
D
A.繩子自由端在4 s內移動了8 m
B.物體A重力做功的功率為1 000 W
C.物體A克服摩擦力做的功為480 J
D.滑輪組的機械效率約為83.3%
3、如何測量總功?
1、如何測量有用功?
4、實驗中需要測量哪些物理量?
W總= Fs
W有用 = Gh
G、h、F、s
2、額外功來自哪里?
要克服物體與斜面之間的摩擦力做功 W額=fs
注意：勻速拉動，且拉力要與斜面平行；
知識拓展
F
G
練習：工人師傅要將質量100kg的木箱搬到1.5m高的車廂里，他將一塊5m長的長板擱在地面與車廂之間構成斜面，然后站在車上用400N的拉力在10s內將物體從斜面底端勻速拉到車廂里，如圖所示，（g=10N/kg）求：
（1）工人所做的有用功；
（2）工人做功的功率；
（3）斜面的機械效率
解：（1）木箱的重力 G=mg=100kg×10N/kg=1000N，
工人師傅對木箱做的有用功：W有用=Gh=1000N×1.5m=1500J；

（2）拉力做的總功
W總=Fs=400N×5m=2000J．
拉力做功的功率為


（3）斜面的機械效率：
機械效率： 有用功跟總功的比值
小結：
公式：
η的特點:
（1）無單位
（3）總小于1
（2）一般用百分數表示
W總＝W有用＋ W額外
判斷：下面說法中是否正確
1. 做功多的機械，機械效率高
2．做總功越多，機械效率越低
3．做相同的有用功，額外功越少，機械效率越高
4．做相同的總功時，有用功越多，機械效率越高
5．用不同的滑輪組，做的有用功相同時，機械效率一定相同
6．因為有用功總小于總功，所以機械效率總小于1
7．做的額外功一定時，總功越少，機械效率越高
8．有用功在總功中占的比例越大，機械效率越高．
機械效率高的機械省功
機械效率高的機械有用功占總功比值大
練習：用滑輪組把720牛重的貨物提高10米，若滑輪組的機械效率是60%，求有用功、總功和額外功。
解：W有＝Gh＝720N×10m＝7200J
=7200J/60％＝12000J
W額=W總－W有＝12000J－7200J=4800J
答：略
(共23張PPT)
測滑輪組的機械效率
*
【實驗目的】

1．學習安裝滑輪組。

2．學習測滑輪組的機械效率。

3．分析得出影響滑輪組機械效率的因素。
【實驗原理】
討論：
為得出滑輪組的機械效率，為此需要測出哪些物理量？每個量怎樣測量？
需要測量的量是：
1,物重;
2,繩子自由端的拉力;
3,物體上升的高度;
4,繩子自由端移動的距離。
用彈簧測力計測鉤碼的重力G
用彈簧測力計測拉力F
用刻度尺測也鉤碼上升的高度（h）
用刻度尺測出細繩自由端通過的距離（s）
刻度尺、鉤碼、彈簧秤、滑輪組、鐵架臺、長約2m的細繩。
實驗器材：
實驗：
測滑輪組機械效率.flv
*
實驗步驟：
1、照課本圖，把滑輪組和刻度尺安裝好，測出鉤碼G的值，并記錄表中。
2、勻速豎直拉動彈簧測力計，使鉤碼G上升，讀出彈簧測力計所示拉力F的值 ，從刻度尺讀出鉤碼升高的距離h和彈簧測力計移動的距離S，記錄數據在表格中。
斜著拉動彈簧測力計.mp4
實驗步驟：
照本圖，把滑輪組和刻度尺安裝好，測出鉤碼G的值，并記錄表中。
勻速豎直拉動彈簧測力計，使鉤碼G上升，讀出彈簧測力計所示拉力F的值 ，從刻度尺讀出鉤碼升高的距離h和彈簧測力計移動的距離S，記錄數據在表格中。
分別算出有用功和總功、機械效率。記錄結果。
結論：
同一個滑輪組，物重越大，機械效率越高。
影響滑輪組機械效率的因素:
1、滑輪組輪與軸及輪與繩之間的摩擦
（減小摩擦可以減少額外功，提高機械效率）
2 、所提升的物重
（物重增加，機械效率也提高）
3、動滑輪的自重
（減少動滑輪的重力，機械效率也提高）
測斜面的機械效率
F
F
h
S
G
【實驗原理】
器材：
長木板、小木塊、彈簧測力計、刻度尺
⑵實驗過程：
①測量小木塊的重力G ，記錄數據；
②把小木塊用彈簧秤沿斜面勻速向上拉；分別記錄拉力F、木塊沿斜面移動的距離S、木塊上升的高度h。
(3)記錄表格：
斜面傾斜程度 木塊重量
G/N 斜面高度
h/m 拉力
F/N 斜面長
s/m 有用功
W有/J 總功
W總/J 機械效率
較緩 10 0.2 3.8 0.83


(3)
(2)
測斜面的機械效率.mpg
(3)記錄表格：
斜面傾斜程度 木塊重量
G/N 斜面高度
h/m 拉力
F/N 斜面長
s/m 有用功
W有/J 總功
W總/J 機械效率
較緩 10 0.2 3.8 0.83
較陡 10 0.2 4.8 0.55
很陡 10 0.2 6 0.38
(4)分析與論證：
結論：斜面越陡，越不省力，機械效率越高。
斜面傾斜程度 木塊重量
G/N 斜面高度
h/m 拉力
F/N 斜面長
s/m 有用功
W有/J 總功
W總/J 機械效率
較緩 10 0.2 3.8 0.83 2 3.15 63%
較陡 10 0.2 4.8 0.55 2 2.64 76%
很陡 10 0.2 6 0.38 2 2.28 88%

（5）注意事項：
①要勻速拉動物體。
②拉力要與斜面平行。
③及時記錄數據。
探究斜面的機械效率與斜面的光滑程度的關系：
結論：
斜面的機械效率與斜面傾斜程度、表面粗糙程度有關
斜面材料 小車重量
G/N 斜面高度 h/m 拉力
F/N 斜面長 s/m 有用功W有/J 總功W總/J 機械
效率
木板
木板
毛巾
影響斜面機械效率的因素

展開更多......

收起↑