第十二章简单机械第三节机械效率课件（人教版）

机械效率第12章第3节 1.知道什么是有用功、额外功和总功3.通过实验了解滑轮组机械效率的高低与物体重力的大小有关2.掌握机械效率的含义，知道机械效率是小于1的，能利用机械效率的公式进行简单的计算 生活中我们常常会遇到“效率”这个词，利用机械帮助我们完成某项任务，也会涉及效率问题，这节课，我们就来学习机械效率。 不使用机械直接提升物体做的功，与使用机械提升物体时做的功相同吗？知识点1有用功和额外功 甲乙实验探究：使用动滑轮是否省功①如图甲所示，用弹簧测力计将钩码缓慢地提升一定的高度，将数据填入表格。②如图乙所示，用弹簧测力计和一个动滑轮将同样的钩码缓慢地提升相同的高度，并记录实验数据。实验步骤 实验手的拉力F/N手移动的距离s/m钩码的重力G/N钩码升高的高度h/m拉力所做的功W/J弹簧测力计直接提升钩码20.120.1通过动滑轮提升钩码1.20.220.10.20.24实验数据 实验结论：实验结果表明，虽然在两次实验中钩码被提升了相同的高度，但使用动滑轮时拉力做的功要多一些。这说明，尽管使用动滑轮会省力，但由于滑轮本身所受的重力以及摩擦等因素的影响，使用动滑轮我们要多做功。1.弹簧测力计应沿竖直方向匀速向上拉动滑轮或重物。2.通过动滑轮提升重物时，可以只测h数值，利用s=nh求出s数值，此实验中n=2。 （1）有用功（W有）：为了达到工作目的，必须要做的功。克服物体重力所做的功就是有用功。W有=GhG：物体的重力h：物体提升的高度有用功、额外功、总功 （2）额外功（W额）：对人们没有用但不得不做的功。（3）总功（W总）：利用机械做功时，对机械所做的功叫做总功。W总=W有+W额总功、有用功、额外功的单位都是焦（J）区分有用功和额外功的方法《教材帮》物理RJ八下第十二章第3节知识点1 利用杠杆和斜面做功 如图所示，一人用100N的拉力通过滑轮组将重为300N的物体向上提起，绳重和摩擦不计。在拉力的作用下，物体匀速上升了1m，求:(1)人所做的有用功；(2)人所做的总功；(3)人所做的额外功。W有=Gh=300N×1m=300J；s=4h=4×1m=4m，W总=Fs=100N×4m=400J;W额=W总-W有=400J－300J=100J。 知识点2机械效率在保证所做有用功一定的情况下，人们总是希望额外功在总功中所占的比例越少越好。有用功占总功的比例反映了机械的一项性能，在物理学中用机械效率来表示。（1）定义：物理学中，将有用功跟总功的比值叫做机械效率。W有h=W总（2）公式：用η表示 W有h=W总W有h=W有+W额W总=W额1－（3）机械效率只有大小，没有单位。由于有用功总小于总功，所以机械效率总小于1。机械效率通常用百分数表示。（4）物理意义机械效率是标志机械做功性能好坏的重要指标，机械效率越高，机械的性能越好。 （2021·南京中考）用定滑轮匀速提升质量为10kg的物体,所用的拉力为110N,物体在2s内升高0.5m。此过程中的有用功是______J,定滑轮的机械效率是______%，拉力的功率是_______W。(g取10N/kg)5090.927.5Gs=mgs=10Kg×10N/kg×0.5m=50J,Fs=110N×0.5m=55J,η==P==27.5W.Z.。 如果前面例题中用动滑轮提起的物体重为0.6t，那么机械效率还是44%吗？对一个机械来说，它的机械效率是恒定不变的吗？不是，机械效率不是固定不变的，机械效率反映的是机械在一次做功过程中有用功跟总功的比值，同一机械在不同的做功过程中，有用功不同，机械效率也会不同。下面我们通过测滑轮组的机械效率的实验来探究一下这个问题。 知识点3测量滑轮组的机械效率η=W有W总=——GhFs刻度尺、钩码、弹簧测力计、滑轮、铁架台、长约2m的细绳。实验原理实验器材 ①用弹簧测力计测量钩码所受的重力G并填入表格。②按照图甲安装滑轮组，分别记下钩码和绳端的位置。③如图乙所示，匀速缓慢拉动弹簧测力计，使钩码升高，读出拉力F的值，用刻度尺测出钩码上升的高度h和绳端移动的距离s，将这三个量填入表格。实验步骤甲乙 ④算出有用功W有、总功W总、机械效率η并填入表格。⑤改变钩码的数量，重复上面的实验。拉力F/N绳端移动的距离s/m总功W总/J钩码重G/N钩码上升高度h/m有用功W有/J机械效率η实验数据记录表 测量滑轮组的机械效率 测量滑轮组的机械效率实验结论：用同一滑轮组提升重力不同的物体时，机械效率不同，被提升的物体越重，机械效率越高。 思考讨论：如果保持钩码重力一定，且钩码升高相同高度，改变动滑轮重量，动滑轮越重，机械效率怎样变化？FF物重一定，升高相同高度，则有用功不变，动滑轮越重时，额外功越多，根据W有η=W有+W额可知，机械效率越小。 （2021·吉林中考）如图所示,用125N的拉力F,把重力为300N的木箱匀速提升3m,滑轮组的机械效率为_____;假如在上升过程中,拉木箱的绳子突然断了,木箱由于________会继续向上运动一段距离。80%惯性η== 影响因素分析改进措施（提高效率）被提升物体的重力同一个滑轮组，被提升物体的重力越大，做的有用功越多，机械效率越大在机械承受的范围内，尽可能增加被提升物体的重力动滑轮的自重有用功不变时，减小提升动滑轮时做的额外功，可提高机械效率改进滑轮结构，减轻滑轮自重影响滑轮组机械效率的因素和改进措施 影响因素分析改进措施（提高效率）滑轮组自身部件的摩擦机械自身部件的摩擦力越大，机械效率越低对机械进行保养，保持良好的润滑，减小摩擦影响滑轮组机械效率的因素和改进措施 在斜面粗糙程度相同时，斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关，斜面越陡，机械效率就越高。斜面机械效率:η=W有W总=GhFl （2021·陕西中考）如图所示,工人师傅用沿斜面向上1000N的推力,将重为2000N的物体从斜面底端匀速推至斜面顶端。已知斜面长4m、高1.5m,则此过程中的有用功为______J,斜面的机械效率为_______。使用斜面可以________(选填“省力”或“省功”)。300075%省力=Gh=2000N×1.5m=3000J，Fs=1000N×0.4m=4000J,η===75% 机械效率有用功和总功的比值η=——影响滑轮组机械效率的因素摩擦有用功、额外功和总功机械效率总小于1提升的重物的重力动滑轮的重力基本概念计算公式W有W总规律 1.（2021·天津中考）利用如图所示的滑轮组先后匀速提升重为200N和150N的物体。已知提升200N的物体时,绳子自由端的拉力为125N,拉力的功率为125W。若两次物体上升的速度相同,不计摩擦和绳重,则提升重为150N的物体时（）A.滑轮组的机械效率为80%B.滑轮组的机械效率为75%C.拉力的功率为50WD.拉力的功率为100WB、D 2.(2021·北京中考)如图9所示，用滑轮组提升所受重力为900N的物体A,滑轮组绳子自由端在拉力F作用下竖直匀速移动了12m,同时物体A被竖直匀速提升了4m,用时40s,滑轮组的额外功是400J。下列说法中正确的是（）A.动滑轮所受的重力为100NB.物体A上升的速度是0.3m/sC.拉力F的功率是100WD.滑轮组的机械效率是90%C、D 3.（2021·重庆中考A卷）如图所示的滑轮组,500N的拉力F在10s内将重800N的箱子匀速提升了2m,不计绳重及摩擦,下列说法正确的是（）A.定滑轮的作用是省力B.滑轮组的机械效率为80%C.动滑轮的重力为100ND.拉力F的功率为100WB改变力的方向200N200W 4.（2021·安徽中考）如图,用滑轮组将一重物竖直向上匀速提升2m,所用拉力F=100N,若该过程中滑轮组的机械效率为80%,则滑轮组对重物做的有用功为______J。320η=,=η==320J。