11.3如何提高机械效率 (2).ppt

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1、11.3 11.3 如何提高机械效率如何提高机械效率学习目标1、知道有用功、额外功和总功的含义，以及它们之间的关系。2、理解机械效率，会用机械效率的公式进行简单的计算，会测算滑轮组的机械效率。3、知道机械效率总小于1，知道提高机械效率的方法和意义。通过一动滑轮用通过一动滑轮用60N60N的拉力提起重为的拉力提起重为100N100N的重物，使重物提高的重物，使重物提高2m2m。（1 1）拉力做多少功？）拉力做多少功？（2 2）如用手直接提起做功多少？）如用手直接提起做功多少？W W直接直接=Gh=100N=Gh=100N2m=200J2m=200J W W用机械用机械=FS=60N=FS=60N

2、4m=240J4m=240J 为什么利用实际机械做的功大于直接用手做的为什么利用实际机械做的功大于直接用手做的功呢？功呢？F F解：拉力移动的距离解：拉力移动的距离:S=2h=2:S=2h=22m=4m2m=4m提水提水为达到我们目的而做的功为达到我们目的而做的功；对我们没用但又不得不做的功；对我们没用但又不得不做的功；有用功与额外功的总和。有用功与额外功的总和。事例事例目的目的有用功有用功额外功额外功总功总功1 1、用桶从井中提水、用桶从井中提水 分析下列事例中的有用功、额外功、总功分析下列事例中的有用功、额外功、总功（不考虑绳重和摩擦）（不考虑绳重和摩擦）捞桶捞桶G水水hG桶桶hG桶桶hG

3、水水h=W总总+=W总总+1 1、有用功、有用功（W W有用有用):2 2、额外功、额外功(W(W额外额外):):3 3、总功、总功(W(W总总):):一、认识三种功2 2、水桶掉进井里要、水桶掉进井里要把桶捞起来把桶捞起来请计算出有用功、额外功和总功分别是多少？请计算出有用功、额外功和总功分别是多少？1 13 32 22 21 13 3请算出三种办法中有用功在总功中占的百分比。请算出三种办法中有用功在总功中占的百分比。W有有G物物h100N6m600JW额额Gh420N6m2520JW总总 3120JW有有G物物h100N6m600JW额额Gh30N6m18JW总总 780JW有有G物物h1

4、00N6m600J W额额Gh15N6m90JW总总 690J87.0%19.2%76.9%使用机械做工时，有用功在总功中占的比例使用机械做工时，有用功在总功中占的比例越大越好，有用功占的比例越大，说明机械工作越大越好，有用功占的比例越大，说明机械工作的效率高。的效率高。如果我把这个比例叫做机械效率，那么机械如果我把这个比例叫做机械效率，那么机械效率等于什么？效率等于什么？表达式：表达式：机械效率机械效率有用功有用功总功总功类比：及格率类比：及格率机械效率：机械效率：有用功跟总功的比值有用功跟总功的比值二、机械效率思考思考：1、机械效率的单位是什么？机械效率的单位是什么？答：机械效率是一个比值

5、，没有单位答：机械效率是一个比值，没有单位 2、机械效率能不能等于机械效率能不能等于1？答：不能。因为使用机械总有额外功答：不能。因为使用机械总有额外功 3、机械效率低，则说明这机械做功少，对吗？、机械效率低，则说明这机械做功少，对吗？4、机械效率低，则说明这机械做功慢，功率小，对机械效率低，则说明这机械做功慢，功率小，对机械效率低，则说明这机械做功慢，功率小，对机械效率低，则说明这机械做功慢，功率小，对吗？吗？吗？吗？【小组合作学习】：讨论交流功率与机械效率的区别1 功率是指物体在单位时间内所做的功，即功率功率是指物体在单位时间内所做的功，即功率是表示是表示做功快慢做功快慢的物理量。的物理量

6、。2 有用功在总功中所占的有用功在总功中所占的比例比例叫机械效率叫机械效率 3 功率和机械效率是描述机械的两种不同性能，功率和机械效率是描述机械的两种不同性能，两者间两者间没有必然联系没有必然联系。例题：通过一动滑轮用例题：通过一动滑轮用50 牛的拉力提牛的拉力提起重为起重为80牛的重物，使重物提高牛的重物，使重物提高2米。米。（1）拉力做多少功？）拉力做多少功？（2）如用手直接提起做功多少？）如用手直接提起做功多少？（2 2）WW手手手手=Gh=80N2m=160J（1）WW拉力拉力拉力拉力=WW总总总总=Fs=50N4m=200J机械效率呢？机械效率呢？F绳子绳子自由端通过的距离自由端通过

7、的距离s=2h=22m=4m解：80%判断：判断：下面说法中是否正确下面说法中是否正确1有用功越多，机械效率越高（有用功越多，机械效率越高（）2额外功越少，机械效率越高额外功越少，机械效率越高（）3物体做功越慢，机械效率越低物体做功越慢，机械效率越低（）4做总功越多，机械效率越低做总功越多，机械效率越低（）5做做相相同同的的有有用用功功，额额外外功功越越少少，机机械械效效率越高率越高（）6做做相相同同的的总总功功时时，有有用用功功越越多多，机机械械效效率越高率越高（）7利用现代科学技术，机械效率可利用现代科学技术，机械效率可以等于以等于1（）8有用功在总功中占的比例越大，有用功在总功中占的比例

8、越大，机械效率越高机械效率越高（）9、一物体质量为、一物体质量为18kg，其所受重力为，其所受重力为 N如图如图所示，小明用定滑轮将该物体在所示，小明用定滑轮将该物体在4s内匀速提高内匀速提高2m所所用拉力为用拉力为200N此过程中，小明做的有用功是此过程中，小明做的有用功是_ J，定滑轮的机械效率是，定滑轮的机械效率是 ，(取取g10N/kg)18036090F物某人用某人用F=100N的力把木箱从斜面底端沿斜面推到的力把木箱从斜面底端沿斜面推到2m高处，斜面长高处，斜面长4m，如图所示。这个人做了多少功？，如图所示。这个人做了多少功？2m F=100N4m解：解：W=F s=100N4m=

9、400J答：答：这个人做了这个人做了400J的功。的功。如果要求有用功，则要知什么？如果要求有用功，则要知什么？假设木箱重假设木箱重150N，则有用功和机械效率各，则有用功和机械效率各是多少？是多少？一些机械的机械效率：一些机械的机械效率：抽水机：抽水机：60%80%柴油机：柴油机：28%40%起重机：起重机：40%50%滑轮组：滑轮组：50%70%1804年特雷维辛克发明的蒸汽机车年特雷维辛克发明的蒸汽机车蒸汽机的效率通常只有蒸汽机的效率通常只有6%15%你认为可以从哪些方面你认为可以从哪些方面提高机械效率？提高机械效率？1 1、额外功相同时，增加有用功、额外功相同时，增加有用功、额外功相同

10、时，增加有用功、额外功相同时，增加有用功2 2、有用功相同时，减少额外功、有用功相同时，减少额外功、有用功相同时，减少额外功、有用功相同时，减少额外功一是减轻机械自重一是减轻机械自重一是减轻机械自重一是减轻机械自重二是减小摩擦二是减小摩擦二是减小摩擦二是减小摩擦 减小额外减小额外减小额外减小额外功的方法功的方法功的方法功的方法机械机械功功F钩钩码码沙沙F木箱木箱目的目的W有用有用W总总W W额外额外的原因的原因提钩码提钩码提沙提沙提木箱提木箱G码码hG沙沙hG箱箱hFsFsFL克服杠杆克服杠杆重和摩擦重和摩擦克服动滑轮重、克服动滑轮重、桶重和摩擦桶重和摩擦克服摩擦克服摩擦从表中你发现从表中你发

11、现W有用有用和和W总总的计算有什么规律？的计算有什么规律？【小组合作学习二】：交流讨论 小明用小明用100N的力沿竖直方向将杠杆的一端的力沿竖直方向将杠杆的一端拉下拉下2m，杠杆的另一端将，杠杆的另一端将320N的重物提高了的重物提高了0.5m，（1）他做的有用功是多少？）他做的有用功是多少？（2）总功是多少？）总功是多少？（3）杠杆的机械效率是多少？）杠杆的机械效率是多少？11 11、用一个动滑轮把、用一个动滑轮把500N500N的重物提高的重物提高1m1m，所用的拉力是，所用的拉力是300N300N，在此过程中，在此过程中（1 1）有用功为多少？）有用功为多少？（2 2）总功为多少？）总功

12、为多少？（3 3）动滑轮的机械效率为多少？）动滑轮的机械效率为多少？12 2、利用如图所示的滑轮组，在、利用如图所示的滑轮组，在F=80NF=80N的的拉力作用下拉力作用下,将一个重为将一个重为180N180N的物体匀速举高的物体匀速举高1m1m，绳重、摩擦不计。求，绳重、摩擦不计。求:（1 1）W W总总=？（？（2 2）W W有用有用=？(3)W(3)W额外额外=?(4)=?(5)G=?(4)=?(5)G动动=?=?GF.答案答案:(1)W总总=240J;(2)W有用有用=180J;(3)W额外额外=60J;(4)=75;(5)G G动动=60N=60N。16.如图所示，规格完全相同的绳子

13、绕成甲、乙如图所示，规格完全相同的绳子绕成甲、乙两个滑轮组，分别提升重为两个滑轮组，分别提升重为G1和和G2的两个物体，不的两个物体，不考虑绳重及摩擦，比较它们的省力情况和机械效率。考虑绳重及摩擦，比较它们的省力情况和机械效率。A.若若G1=G2，则，则 F1F2，甲的机械效率高，甲的机械效率高C.若若G1F2，甲、乙的机械效率相同，甲、乙的机械效率相同D.若若G1G2，则，则 F1F2，乙的机械效率高，乙的机械效率高答案：D15.如图所示，如图所示，A物体在水平地面上做匀速物体在水平地面上做匀速直线运动，已知绕过动滑轮的弹簧测力计上直线运动，已知绕过动滑轮的弹簧测力计上的示数为的示数为12N

14、，滑轮的机械效率为，滑轮的机械效率为75求求A物体所到地面摩擦力大小？物体所到地面摩擦力大小？答案：18N 14.在下图中，物体在下图中，物体A在地面匀速运在地面匀速运动，地面对动，地面对A的摩擦力是的摩擦力是8N，A物体的物体的重力是重力是9N，弹簧测力计示数是，弹簧测力计示数是F=5N，求滑轮组的机械效率？求滑轮组的机械效率？答案答案:80 某教师记录两位同学做练习时情况如下：某教师记录两位同学做练习时情况如下：做题数做题数量量/条条做对题做对题目目/条条做题时做题时间间(min)做题速做题速度度(条条/分钟分钟)做对率做对率甲甲10810乙乙1531011.580%20%例：如图，用滑轮

15、组匀速提起一个重为例：如图，用滑轮组匀速提起一个重为350N的物体，的物体，物体在物体在10s内上升了内上升了1m，人拉绳子的力为，人拉绳子的力为250N。（不计绳重和摩擦）。求：（不计绳重和摩擦）。求：（1 1）人拉绳子做功的功率；）人拉绳子做功的功率；（2 2）动滑轮重；）动滑轮重；（3 3）滑轮组的机械效率；）滑轮组的机械效率；（4 4）若用此滑轮提升）若用此滑轮提升450N的重物，的重物，该滑轮组的机械效率又为多大？该滑轮组的机械效率又为多大？我需要利用动滑轮将一重物提升某一我需要利用动滑轮将一重物提升某一高度，请问应该选用什么样的滑轮？高度，请问应该选用什么样的滑轮？为什么？为什么？【小组合作学习一】：组内讨论