11.5机械效率2012

机械效率

复习回顾：1、功的计算方法：W=FS 2、功的原理是什么: 使用任何机械都不省功

机械效率

第五节

机械效率

机械效率

【教学目标】1.通过探究动滑轮，知道有用功、总功、额外 功及它们之间的关系。 2.理解机械效率的概念。知道机械效率的计算 公式，会计算某种简单机械的机械效率。 3.知道机械效率的物理意义，知道实际的机械 效率不可能是100%。 4.能设计实验，测定某种简单机械的机械效率。 5.知道提高机械效率的实际意义和方法，有合 理改进机械、提高效率的意识，从而增强将科 学服务于人类的责任感。

机械效率

对重物做功 W’= Gh

动力对 滑轮做 功 W= Fs F F匀 速 上 升

s

G

h

h

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活动：探究动滑轮做功的特点：步骤1:分别测出手对绳的拉力F,手移动的距离s,钩码所受 的重力G和钩码上升的高度h。

步骤2:改变钩码的数量，重复上面的实验。步骤3:设计表格，记录数据。 试验 拉力 拉力移 次数 F/N 动的距 离S/m 1 6 0.2 拉力所 钩码 做的功 重力 W=FS/J G/N 1.2 10 钩码上 提升钩码对 升高度 钩码所做的 h/m 功W=Gh/J 0.1 1

2 3

11 17

0.2 0.2

2.2 3.4

20 30

0.1 0.1

2 3

机械效率

回顾探讨：要提升G,同时必须将 我也提升。嘿，你要 克服我的重力和摩擦 而额外做功，否则你 不能完成任务。对我 们做功虽无利用价值 但你又不得不做。

实现目的，必须 由我对滑轮做功。

F

提升我是目 的，有利用 价值。G

机械效率

有用功和额外功： 有用功(W 有用 ):利用机械工作时对人们有用的 功叫有用功 . 额外功(W额外):用来克服摩擦做的功、把动滑轮提 升一定高度所做的功对我们没有用，但又不得不做 的功，这种功叫额外功，使用任何机械做额外功是 不可避免的。 总功(W总):有用功与额外功的总和叫总功.

W总=W有用+W额外

机械效率

有用功的确定： 用水桶从井中提水的时候,所做的功哪部分是有用 功,哪部分是额外功? 提水所做的功是有用功;提水桶所做的功是额外功。

如果桶掉到井里,从井里捞桶的时候,捞上的桶里带 了一些水,这种情况下哪部分是有用功,哪部分是额外 功?提水桶所做的功是有用功;提水所做的功是额外功。

机械效率

F做的功为总功 克服物体重力做功为有用功 克服滑轮重力做功为额外功 (不考虑摩擦力做功) F做的功为总功克服物体所受摩擦力所做功 为有用功 克服绳和轮、轮和轴间摩擦 所做功为额外功

机械效率

机械效率

机械效率1、定义：有用功跟总功的比值，叫做机械效率。2 .公式 : W 有用 W总 100 % W 有用 W 有用 W 额外 100 %

3 .讨论 : 由于 W 额外 0 存在 , W 总 W 有用 任何机械 1(实际情况 ) 当 W 额外 0时 , W 总 W 有用 , 这时 1( 理

想情况 )

机械效率

某起重机的机械效率是70%,它表示什么意思？答：使用起重机提升重物时所做的有用功跟 总功的比值是70%,也可以说有用功在总功 中占有70%,另30%做的是额外功。

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例题：用图2所示滑轮组把重600牛的货物匀速 提高2米，所用的拉力是375牛，求总功、有用 功和这个滑轮组的机械效率。

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请算出刚才的三种办法中有用功在总功中占的百分比。

1 有用功(J) 额外功(J) 600 2520 3120 19.2%

2 600 180 780 76.9%

3 600 90 690 87.0%

总功(J)

有用功与总功比值

机械效率

如何提高机械效率： W 有用 W总 100 % W 有用 W 有用 W 额外 100 %

第一是减小额外功 如保持良好的润滑，减小滑轮的轮与轴之间的摩擦， 减小动滑轮重等方法都能减小额外功，提高机械效率。 第二是增加有用功。 当额外功不变时，有用功越大机械效率越高。 以滑轮组提升重物为例，当动滑轮重和摩擦不变时， 提起货物越重，效率越高；或以提水上楼为例，当水 桶重不变时，桶中的水越重，效率越高。

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提高滑轮组机械效率的方法：1)、减轻动滑轮自重2)、增加重物重量

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实验探究:测滑轮组的机械效率 实验原理: 所测物理量： 物重G、拉力F、重物上升的距离h、 弹簧测力计移动的距离S 测量仪器： 弹簧测力计、刻度尺

机械效率

实验步骤：1、按图组装滑轮组，记下钩码和弹簧测力计的位置 2、匀速竖直向上拉动弹簧测力计，使钩码G升高， 读出弹簧测力计的示数F,用刻度尺测出钩码上升的 距离h和弹簧测力计移动的距离s

在此实验中操作的关键：1、匀速竖直向上拉动弹簧测力计 2、不能在静止时读弹簧测力计的示数， 应在匀速拉动过程中读数

机械效率

对于如图所示的滑轮组，如果没有刻度尺，能否测 出该滑轮组的机械效率？ W 有用 W总 100 % W 有用 W 有用 W 额外 100 %

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滑轮组的机械效率的影响因素:被提升物体的重 动滑轮重 绳重及绳与滑轮间的摩擦

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巩固练习： 某实验小组在“测滑轮组的机械效率”的实验中得到的数据如 表所示，第1、2、3次实验装置如图中的甲、乙、丙所示。 次 钩码重 数 G/N1 2

钩码上升 高度h/m0.1

测力计的 示数F/N0.9

测力计移动 距离s/m0.3

机械效率 η /%74.1

23

44

0.10.1

1.61.1

0.30.5

83.372.2

(1)、比较1、2两次实验，可得的结论： 同一滑轮组，提起的物重越重，滑轮组的机械效率越高 (2)、比较2、3两次实验，可得的结论： 不同的滑轮组机械效率不同，且在物重相同时，动滑轮越重， 滑轮组的机械效率越低

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