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1、第十一章 机械功与机械能,11.3 如何提高机械效率,黄振停同步精品课堂,课堂导入,如果老师让你提相同质量的水从1楼到3楼，你会选择哪个桶？为什么？说出你的理由,甲,乙,（1）提水的过程中哪些是有用功？那些是无用功？,（1）我们提水时，对所提的水做的功是什么功？（2）提水时对水桶做的功是什么功？（3）对水和水桶做的功是什么功？回答问题并说明你的理由！,课堂活动,2,一、有用功、额外功和总功,日常生活中，人们搬移物体，不是将物体平移到另一个地方，就是将物体从低处搬到高处（或从高处搬到低处）。,实验1：用手将一重物直接从低处匀速搬到高处。实验2：利用斜面将该重物从低处匀速搬到高处。实验3：用动滑轮
2、将该重物从低处匀速移到高处。,思考：利用机械时，所做的功为何多一些？,什么是有用功与额外功,1有用功（W有用）：我们需要的有价值的功。2额外功（W额外）：对人们既无利用价值又不得不做的功。3总功（W总）：动力对机械所做的功。4总功等于有用功与额外功之和，即W总=W有用+W额外。5. W总W有用,（a）用滑轮组提起重物,有用功：克服重物重力所做的功。 即：W有 = Gh,额外功（无用功）：克服动滑轮和绳子重力所做的功，还有克服摩擦力所做的功。,什么是有用功与额外功,（b）利用挖掘机搬运泥土,有用功：克服泥土重力所做的功。 即：W有 = Gh。,额外功（无用功）：克服抓斗和机臂重力所做的功，还有克
3、服摩擦力所做的功。,什么是有用功与额外功,二、什么是机械效率,（1）当你用水桶提水时，有两只大小相同的水桶可供选择， 一只是轻质塑料桶，另一只是厚木桶，你选择哪一只 水桶？为什么？（2）当你用滑轮提升一个重物时，你选择哪一种滑轮？,在物理学中，把有用功W有用与总功W总的比值叫做机械效率。,用表示机械效率,机械效率是表征机械性能的重要指标。,三、测量滑轮组的机械效率,选择器材，组装一个如图所示的滑轮组，并用它来提升重物G。,实验目的：,测量滑轮组的机械效率,实验原理：,实验内容：,（1）滑轮组工作时的有用功怎样计算？需要测量哪些物理量？（2）滑轮组的额外功是怎样产生的，是否便于测量？（3）有其他
4、简便的方法测算总功吗？需要测量哪些物理量？ （4）为了求出滑轮组的有用功和总功，从而计算滑轮组工作时的机械效率，除滑轮组外，实验中还需要哪些测量器材？,注意事项,（1）钩码上升的高度h，可用竖直放置在钩码旁的刻度尺读出，以钩码的下端为标准读数。（2）拉力F的大小由弹簧测力计的示数读出，要竖直向上匀速拉动弹簧测力计，弹簧不要和外壳摩擦。（3）测量细绳自由端通过的距离s时，可事先在细绳自由上作一标记，再拉弹簧测力计，用滑轮组提升重物。 用刻度尺量出钩码上升的高度后，再量出细绳标记移动的距离，就是细绳自由端通过的距离s。,记录数据,例1：通过一动滑轮用50 牛的拉力提起重为80牛的重物，使重物提高2
5、米。（1）拉力做多少功？（2）如用手直接提起做功多少？,W手提=Gh=80N2m=160J,W拉力=Fs=50N4m=200J,机械效率呢？,绳子自由端通过的距离s=2h=22m=4m,解：,80%,例题讲解,例题讲解,2.如图所示，拉力F=80N，物体重G=120N，若绳子自由端匀速拉动的距离s=4m，物体被提高的距离h=2m，求：（1）拉力所做的有用功；（2）拉力所做的总功W总；（3）该滑轮组的机械效率.,3.如右图所示，在20N的水平拉力F作用下，重200N的物体沿水平地面向左做匀速直线运动，物体与地面间的滑动摩擦力为48N，则滑轮组的机械效率为_；若物体的速度为0.2ms，则1min内
6、拉力做的功为_J,80%,720,同一个滑轮组，在提升不同的重物时，其机械效率是不同的。,实验结论,思考：还有什么因素会影响滑轮组的机械效率？,四、机械效率的应用,起重机的机械效率是40%60%,滑轮组：50%70%,一些机械的机械效率,水泵：60%80%,如何提高机械效率？,（1）减少机械自重。（2）减少机械的摩擦等来减小额外功。（3）在额外功一定时，增大有用功。（4）改进结构，使它更合理、更轻巧。（5）在使用中按照技术规程经常保养，定时润滑，使机械 处于良好的运转态。,如何提高滑轮组的机械效率,减小摩擦，增加物重，可以提高机械效率。,机械效率的公式是：,我们把有用功W有用与总功W总的比值叫
7、做_。,机械效率,滑轮组机械效率公式还可以写成（不计绳重与摩擦时）：,有用功W有用与总功W总、额外功的W额外的关系是_,W总= W有用+ W额外,机械效率的值是：,把公式变形，也可这样求有用功、总功或、额外功：,一般来说：有用功的计算公式是：总功的计算公式是：额外功的计算公式：,W额外= W总-W有用,求有用功：,求总功：,永远小于1，是一个没有单位的百分数。,a,b,c,比较工a与b，c与d的机械效率,d,ab,cd,自我评价与作业,D,B,可以省力，或者省距离，或方便操作。,自我评价与作业,W有用= Gh=720N10m=7200J,自我评价与作业,减小摩擦，增加物重，可以提高机械效率。,
8、6. 如图，物体A重为1000N，在拉力F作用下匀速前进了5m，用弹簧测力计测得拉力F为80N，物体A与地面的摩擦力为200N，求此滑轮组的机械效率（忽略滑轮重）。,A,W有用= f sA=200N5m=600J,W总= Fs=80N5m3=1200J,典例分析,考点一：有用功、额外功、总功,4,做值日时，小阳将一桶水从一楼提到二楼。此过程中，关于做功的说法正确的是（）A对桶做的功是有用功B对水做的功是有用功 C对水做的功是额外功 D克服自身重力做的功是总功,B,【迁移训练1】,工人用滑轮组把一箱箱货物从一楼提升到五楼，在滑轮组上加润滑油后，机械效率提高了，则加润滑油后工人提升同样的重物时，做
9、功的（）A有用功减小，总功不变 B有用功增加，总功增加C有用功减小，总功减小 D有用功不变，总功减小,D,考点二：机械效率,【典型例题2】,关于机械效率，下列说法中正确的是（）A机械做功越快，机械效率越高B机械所做的总功越少，机械效率越高 C机械做的有用功在总功中占的百分比越大，机械效率越高 D使用机械时，所用动力跟物重的比值越小，机械效率越高,C,【迁移训练2】,如图所示，用滑轮组提升重物时，重800N的物体在10s内匀速上升了1m。已知拉绳子的力F为500N，则提升重物的过程中（）A做的有用功是800JB拉力F的功率是80W C绳子自由端被拉下3m DD滑轮组的机械效率是60%,A,THANKS,“,”,