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1、第十二章第十二章 第節(jié)第節(jié) 機械效率機械效率 直接提升物體做功，與使用機械提升物體做直接提升物體做功，與使用機械提升物體做功相同嗎？功相同嗎？提出問題：提出問題：提出問題提出問題G/Nh/mW直直/JF/Ns/mW機機/J20.11.2結(jié)論：使用動滑輪比直接提升物體不省功。結(jié)論：使用動滑輪比直接提升物體不省功。推論：使用任何機械不省功。（推論：使用任何機械不省功。（功的原理功的原理） 實實 驗驗0.20.20.24G/Nh/mW直直/JF/Ns/mW機機/J20.10.21.20.20.24額外功額外功W額額：由于機械自重和摩擦等因素影由于機械自重和摩擦等因素影響，人們不需要但不得不做的功（無

2、用付出）響，人們不需要但不得不做的功（無用付出）有用功有用功W有有：指：指人們必須做且人們必須做且對人們有用對人們有用的功（工作目的）的功（工作目的）總功總功W總總：人對機械所做的功（實際付出）人對機械所做的功（實際付出）一、有用功和額外功一、有用功和額外功實例實例1 1 用水桶從井中提水，對哪個物體用水桶從井中提水，對哪個物體做的功是有用功？對哪個物體做的功是額做的功是有用功？對哪個物體做的功是額外功？外功？實例實例2 2 打撈掉到井里的水桶，撈上的桶打撈掉到井里的水桶，撈上的桶里帶了一些水。對哪個物體做的功是有用里帶了一些水。對哪個物體做的功是有用功？對哪個物體做的功是額外功？功？對哪個物

3、體做的功是額外功？ 注意：注意：W W有有和和W W額額的判斷要根據(jù)工作目的來確定。的判斷要根據(jù)工作目的來確定。工作目的不同工作目的不同W W有有和和W W額額可能不同?？赡懿煌?。結(jié)論結(jié)論 1、用動滑輪提起重物時，將重物提升一定高度所、用動滑輪提起重物時，將重物提升一定高度所做的功，叫做有用功，用做的功，叫做有用功，用W有有表示，若重物重力為表示，若重物重力為G，提升高度為，提升高度為h，則，則W有有=Gh，有用功是為了達到有用功是為了達到某一目的而必須做的功。某一目的而必須做的功。 2、使用動滑輪提起重物時，我們還不得不克服動、使用動滑輪提起重物時，我們還不得不克服動滑輪本身所受的重力及摩擦

4、力等因素的影響而多滑輪本身所受的重力及摩擦力等因素的影響而多做一些功，這部分功叫做額外功，用做一些功，這部分功叫做額外功，用W額額表示。表示。額額外功是對人們沒有用，但又不得不做的功。外功是對人們沒有用，但又不得不做的功。 3、有用功與額外功之和是總共做的功，叫做總功、有用功與額外功之和是總共做的功，叫做總功，用用W總總表示，表示，W總總=W有有+W額額?？偣χ咐ψ龅墓?，?？偣χ咐ψ龅墓?，即動力做的功，即動力做的功，即即W總總=Fs。 4、一般來說，、一般來說，動力對機械做的功為總功，機械對動力對機械做的功為總功，機械對物體做的功為有用功。物體做的功為有用功。 5、他們的單位都是焦耳。、他

5、們的單位都是焦耳。三種機械做功的比較三種機械做功的比較你知道生活中的你知道生活中的 一詞嗎？一詞嗎？種子的發(fā)芽率、樹的成活率種子的發(fā)芽率、樹的成活率粉筆利用率粉筆利用率時間的利用率時間的利用率 上述的幾個上述的幾個“率率”=有用的量有用的量/總量總量表示事物某一方面的優(yōu)劣。表示事物某一方面的優(yōu)劣。 在使用機械工作時，希望有用功在總功中在使用機械工作時，希望有用功在總功中所占份額越多越好。它也反映了機械的一種性所占份額越多越好。它也反映了機械的一種性能，物理學(xué)中表示為機械效率。能，物理學(xué)中表示為機械效率。一、機械效率：一、機械效率：1定義：有用功跟總功的比值。定義：有用功跟總功的比值。2公式：公

6、式：WW 有有總總3用百分數(shù)表示，沒有單位。用百分數(shù)表示，沒有單位。4、有用功總小于總功，所以機械效率總小于、有用功總小于總功，所以機械效率總小于1 。 三種機械效率的計算總結(jié)三種機械效率的計算總結(jié)機械效率公式：總有用WW動力動力物SFhG額外有用有用WWW總額外總WWW 起重機起重機的機械效率是的機械效率是60%它表示什么意思？它表示什么意思？ 使用起重機提升重物時所做的有用功跟總功的比值使用起重機提升重物時所做的有用功跟總功的比值是是60%60%，也可以說有用功在總功中占有，也可以說有用功在總功中占有60%60%，另外的，另外的4040是額外功是額外功離心式水泵離心式水泵60%60%80%

7、80%柴油機柴油機28%28%37%37%起重機起重機40%40%50%50%汽油機汽油機 22%22%27%27%例題例題: :起重機把質(zhì)量為起重機把質(zhì)量為0.6t0.6t的重物提升了的重物提升了3m,3m,而它的電動而它的電動機所做的功是機所做的功是3.43.410104 4J,J,起重機的效率是多少起重機的效率是多少? ?解解: : 起重機提升重物所用的力等于物體所受的重力起重機提升重物所用的力等于物體所受的重力F=G=mg=0.6 F=G=mg=0.6 10103 3 kg kg 10 N/kg=6 10 N/kg=6 10103 3 N N起重機提升重物所做的功是有用功起重機提升重物

8、所做的功是有用功W W有有 = G h=6 = G h=6 10103 3 N N 3m=1.8 3m=1.8 10 104 4 J J起重機的電機所做的功是總功起重機的電機所做的功是總功W W總總=3.4=3.4 10 104 4J J起重機的機械效率是起重機的機械效率是: := =_1.8 1.8 10 104 4J J3.4 3.4 10 104 4J J=53%=53%總有WW例例 用一動滑輪將重用一動滑輪將重200N的砂子提到的砂子提到9m高的腳手架上，高的腳手架上，所用力是所用力是120N，求有用功、總功機械效率各是多少？求有用功、總功機械效率各是多少？J1800m9N200hGW

9、有%3 .83J2160J1800J2160m18N120總有總WWsFW解：解：“議一議議一議”：1、對于同一個機械，如果使用情況不同，、對于同一個機械，如果使用情況不同，機械效率相同嗎？有何特點呢？機械效率相同嗎？有何特點呢？ 為什么？為什么？ 不相同。不相同。 對于同一個機械，機械的自重和摩擦不變，對于同一個機械，機械的自重和摩擦不變，所以機械的額外功不變所以機械的額外功不變 所掛的重物越大，有用功越多，則有用功所所掛的重物越大，有用功越多，則有用功所占的比例越大占的比例越大所以，對于同一個機械，所掛的重物越大，所以，對于同一個機械，所掛的重物越大，機械效率越高機械效率越高3、通過實驗探

10、究，你認為如何才能提高機械的、通過實驗探究，你認為如何才能提高機械的機械效率？機械效率？ 增大有用功所占的比例：額外功一定時，增加有用功增大有用功所占的比例：額外功一定時，增加有用功減小額外功所占的比例：有用功一定時，減小額外功減小額外功所占的比例：有用功一定時，減小額外功“議一議議一議”：2、對于不同的機械，如果所掛的重物相同，那么、對于不同的機械，如果所掛的重物相同，那么機械效率會相同嗎？為什么？機械效率會相同嗎？為什么？ 機械對外所做的有用功一定時，機械本身的機械對外所做的有用功一定時，機械本身的重力和摩擦越小，額外功就越小，則有用功所占重力和摩擦越小，額外功就越小，則有用功所占的比例越

11、大的比例越大所以，對于不同的機械，如果所掛的重物相同，所以，對于不同的機械，如果所掛的重物相同，機械本身的重力和摩擦越小，機械效率越高。機械本身的重力和摩擦越小，機械效率越高。1關(guān)于機械效率的說法中正確的是關(guān)于機械效率的說法中正確的是 （ ） A越省力的機械，效率越高越省力的機械，效率越高 B做有用功越多的機械，效率越高做有用功越多的機械，效率越高 C做相同的功，額外功的值越小，效率越高做相同的功，額外功的值越小，效率越高 D做功越快的機械，效率越高做功越快的機械，效率越高C 練一練練一練2如圖，忽略繩重和摩擦，用拉力如圖，忽略繩重和摩擦，用拉力F拉著拉著10 N的重物勻速上升，繩子自由的重物

12、勻速上升，繩子自由端移動端移動1 m，動滑輪重力，動滑輪重力2 N，求：（求：（1）拉力）拉力F；（2）物體上升的距離；）物體上升的距離；（3）有用功，總功，機械效率。）有用功，總功，機械效率。 練一練練一練探究一：測滑輪組的機械效率探究一：測滑輪組的機械效率三、實驗探究：三、實驗探究：討論：討論： 為得出滑輪組的機械效率，需要求出有用為得出滑輪組的機械效率，需要求出有用功和總功，為此需要測出哪些物理量？每個量怎功和總功，為此需要測出哪些物理量？每個量怎樣測量？樣測量？刻度尺、鉤碼、彈簧秤、滑輪組兩個、鐵刻度尺、鉤碼、彈簧秤、滑輪組兩個、鐵架臺、長約架臺、長約2m2m的細繩。的細繩。實驗器材：

13、實驗器材：實驗原理：實驗原理：總有WWsFW總hGW有sFhGhnFhGFnG實驗步驟：實驗步驟：2 2、在滑輪組一（一動一靜）上掛一個鉤碼，記下鉤、在滑輪組一（一動一靜）上掛一個鉤碼，記下鉤碼和繩子自由端的位置。勻速拉動彈簧測力計，使鉤碼和繩子自由端的位置。勻速拉動彈簧測力計，使鉤碼上升一定高度，讀出測力計示數(shù)碼上升一定高度，讀出測力計示數(shù)F F，用刻度尺測出鉤，用刻度尺測出鉤碼上升高度碼上升高度h h和繩自由端移動距離和繩自由端移動距離s s1 1、測出一個鉤碼的重力、測出一個鉤碼的重力G G3 3、在滑輪組二（兩動兩靜）上掛一個鉤碼重復(fù)上述、在滑輪組二（兩動兩靜）上掛一個鉤碼重復(fù)上述實驗

14、實驗4 4、在滑輪組二上（兩動兩靜）掛兩個鉤碼重復(fù)上述、在滑輪組二上（兩動兩靜）掛兩個鉤碼重復(fù)上述實驗實驗5 5、記錄數(shù)據(jù)，并計算四次實驗的機械效率、記錄數(shù)據(jù)，并計算四次實驗的機械效率鉤碼重G/N224鉤碼上升高度h/m0.10.10.1有用功W有/J0.4拉力F/N0.61繩端移動距離S/m0.5總功W總/J0.5機械效率80%0.20.80.30.2483.3%0.20.50.366.7%1、比較兩次兩種滑輪組有什么不、比較兩次兩種滑輪組有什么不同？機械效率有何差異？同？機械效率有何差異？2、分析影響滑輪組機械效率的因、分析影響滑輪組機械效率的因素是什么？素是什么？實驗結(jié)論：實驗結(jié)論：1

15、1、用不同的滑輪組提升同一重物時，機、用不同的滑輪組提升同一重物時，機 械效率械效率 ，動滑輪多的做的，動滑輪多的做的 功功多，機械效率多，機械效率 （填高或低）填高或低） 2 2、用同一滑輪組提升不同重物時，機械效、用同一滑輪組提升不同重物時，機械效率率 ，重物越重做的，重物越重做的 功多，機械效功多，機械效率率 （填高或低）。填高或低）。 3 3、滑輪組提升重物時，機械效率的高低、滑輪組提升重物時，機械效率的高低與與 、 、以及、以及 有關(guān)。有關(guān)。不同不同額外額外低低不同不同有用有用高高動滑輪重力動滑輪重力摩擦力摩擦力提升物體的重力提升物體的重力影響滑輪組機械效率的影響滑輪組機械效率的因素

16、因素 1 1、滑輪組輪與軸及輪與繩之間的摩擦、滑輪組輪與軸及輪與繩之間的摩擦 2 2 、動滑輪的自重、動滑輪的自重 3 3、所提升的物重、所提升的物重 4 4、機械效率與省力多少無關(guān)、與功率大、機械效率與省力多少無關(guān)、與功率大小無關(guān)、與重物被提升的高度無關(guān)！小無關(guān)、與重物被提升的高度無關(guān)！注意事項 在實驗中要勻速拉動彈簧測力計，并在豎直方向上移動。提高機械效率提高機械效率 的方法的方法2、改進機械的結(jié)構(gòu)，減小機械自重改進機械的結(jié)構(gòu)，減小機械自重 1、定時潤滑定時潤滑減小機械間的摩擦力。減小機械間的摩擦力。例如：動滑輪太重，使滑輪組機械效率很低，例如：動滑輪太重，使滑輪組機械效率很低，換用較輕滑

17、輪就可提高其機械效率。換用較輕滑輪就可提高其機械效率。例如：加強機械運動部位的潤滑例如：加強機械運動部位的潤滑.3 3、 增加物重增加物重。機械效率的定義機械效率的定義 ： 有用功跟總動的比值有用功跟總動的比值 額有總WWW總有WW總有WW有用功有用功 ：對人們有用的功：對人們有用的功有用W額外功額外功 ：人們不需要但又不：人們不需要但又不 得不做的功得不做的功額W總功總功 ：有用功與額外功的總和：有用功與額外功的總和總W 公式公式： 永遠小于1 小結(jié)：小結(jié)：1圖圖為測量滑輪組機械效率的實為測量滑輪組機械效率的實驗裝置，鉤碼總重驗裝置，鉤碼總重6 N。 （1）實驗時要豎直向上）實驗時要豎直向上

18、_拉動彈簧測力計，由圖可知拉力拉動彈簧測力計，由圖可知拉力大小為大小為_N，若鉤碼上升的，若鉤碼上升的高度為高度為8cm,則彈簧測力計向上移動則彈簧測力計向上移動_cm,該滑該滑輪組的機械效率為輪組的機械效率為_。（2）若僅增加鉤碼的個數(shù)，該滑輪組有機械效率）若僅增加鉤碼的個數(shù)，該滑輪組有機械效率將將_（選填：（選填：“增大增大”、“減小減小”或或“不不變變”）緩慢緩慢2.42483.3%增大增大 練一練練一練2在在“測滑輪組機械效率測滑輪組機械效率”的實驗中，用同一滑的實驗中，用同一滑輪組進行兩次實驗，實驗數(shù)據(jù)如下表：輪組進行兩次實驗，實驗數(shù)據(jù)如下表： 此實驗所用滑輪的個數(shù)至少是此實驗所用滑

19、輪的個數(shù)至少是_個，其中動滑個，其中動滑輪有輪有_個。個。第一次實驗測得滑輪組的機械效率為第一次實驗測得滑輪組的機械效率為_，第二次實驗時滑輪組的機械效率第二次實驗時滑輪組的機械效率_第一次的機第一次的機械效率（選填械效率（選填“大于大于”、“小于小于”或或“等于等于”）次次數(shù)數(shù)鉤碼重鉤碼重/N鉤碼上升高鉤碼上升高度度/cm彈簧測力計彈簧測力計示數(shù)示數(shù)/N彈簧測力計移彈簧測力計移動距離動距離/cm12100.8402551.5203262.5%大于大于3.3.要把重要把重100 N100 N的沙子從一樓運上三樓，現(xiàn)有如圖所示的三種方的沙子從一樓運上三樓，現(xiàn)有如圖所示的三種方法，根據(jù)圖中給出的數(shù)據(jù)，試計算出三種方法所做的有用功是法，根據(jù)圖中給出的數(shù)據(jù)，試計算出三種方法所做的有用功是_J,_J,其中做額外功最多的是其中做額外功最多的是_J_J。6002 520