如何提高机械效率

1、预习与检测一 什么有用功、额外功和总功的含义，以及他们之间的关系。活动活动分析有用功与额外功分析有用功与额外功（a）用滑轮组提起重物）用滑轮组提起重物 有用功：有用功：克服重物重力所做的克服重物重力所做的功。即：功。即：W有有 = Gh一、什么是有用功与额外功一、什么是有用功与额外功GF 额外功（无用功）：额外功（无用功）：克服动滑轮和克服动滑轮和绳子重力所做的功，还有克服摩擦力所绳子重力所做的功，还有克服摩擦力所做的功。做的功。（b）利用挖掘机搬）利用挖掘机搬运泥土运泥土 有用功有用功：克服泥土重力所做的：克服泥土重力所做的功。功。 即：即：W有有 = Gh。 额外功（无用功）：额外功（无用

2、功）：克服抓斗克服抓斗和机臂重力所做的功，还有克服摩和机臂重力所做的功，还有克服摩擦力所做的功。擦力所做的功。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2 2、水桶掉进井里、水桶掉进井里要把桶捞起来要把桶捞起来3 3、用书包把书背上用书包把书背上楼楼分析下列事例中的有用功、额外功、总功。不考虑绳重和摩擦。分析下列事例中的有用功、额外功、总功。不考虑绳重和摩擦。捞桶捞桶背书背书G水水hG桶桶hG书书h

3、G桶桶hG水水h(G包包+G人人)h= W总总+= 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):):分析利用机械做功时的分析利用机械做功时的有用功、额外功、总功。有用功、额外功、总功。机械机械功功F钩钩码码沙沙F木箱木箱F木块木块目的目的W有用有用W总总W额外额外提钩码提钩码提沙提沙提木箱提木箱拉木块拉木块G码码hG沙沙hG箱箱hf S木木FsFsFLFs的原因的原因克服杠杆克服杠杆重和摩擦重和摩擦克服动滑克服动滑轮重、桶轮重、桶重和摩擦重和摩擦克服摩擦克服摩擦fL克服绳子和克服绳

4、子和轴间摩擦轴间摩擦从表中你发现从表中你发现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？预习与检测二 知道机械效率，会用机械效率进行简单的计算，会测算滑轮组的机械效率。 知道实际机械效率总小于1，知道提高机械效率的方法和意义。在使用机械时，人们总希望能量的利用率大一在使用机械时，人们总希望能量的利用率大一些，即：些，即：有用功在总功中所占的有用功在总功中所占的比例比例大一些。大一些。200J800J10J90J甲甲乙乙 有用功有用功 额外功额外功二、什么是机械效率二、什么是机械效率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

5、？表达式：表达式： 机械效率机械效率有用功有用功总功总功机械效率：机械效率：有用功跟总功的比值有用功跟总功的比值理解：理解：a:常用百分数表示；常用百分数表示； b: b: 小于小于100%100%； c: c: 没有单位。没有单位。 思考思考： 机械效率的单位是什么？机械效率的单位是什么？ 机械效率能不能等于机械效率能不能等于1？ 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？有用功在总功中所占的有用功在总功中所占的比例小。比例小。 活动活动 测算滑轮组的机械效率测算滑轮组的机械效率FG G次次数数物物重重（G G）（N）轮轮重重（G G）（N）拉拉力力（F）（

6、N）拉力拉力通过通过距离距离（s）（m）重物重物上升上升高度高度（h）（m）机械机械效率效率（）1 1 2 2 1 12 2 4 4 1 1例例1：通过一动滑轮用通过一动滑轮用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？F解：80%例例2：某人用某人用F=100N的力把木箱从斜面底端的力把木箱从斜面底端沿斜面推到沿斜面推到2m高处，斜面长高处，斜面长4m，如图所示。，如图所示。这个人做了多少功？这个人做了多少功？2m F=100N4m解：解： W =F s

7、 =100N4m =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是多少？，则有用功和机械效率各是多少？总功总功这节课你学到了什么：这节课你学到了什么：W有用=W总%W有用W总直接对物体所做的功动力（人所出的力）所做的功W有用=F物S物W总=FSF物S物SF物S物SF物物hF拉拉L这节课你学到了什么：这节课你学到了什么：W有用=W总%F物S物SF物S物SF物物hF拉拉LW有用=W总%=%=GhFSGhFnhGFn=%W有用=W总%=%=F物S物FSfS物FnS物fFn=%W有

8、用=W总%=%=F物S物FSG物物hFL%你认为可以从哪些方面提高机械你认为可以从哪些方面提高机械效率？效率？1、有用功相同时，减少额外功2、额外功相同时，增加有用功 一是减轻机械自重二是减小摩擦 途径途径GF.减小额外减小额外功的方法功的方法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% 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，功率是指物体在单位时间内所做的功，即功率是表示即功率是表示做功快慢做功快慢的物理量的物理量。 2 有用功在总功中所占的有用功在总功中

9、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功率和机械效率是描述机械的两种不同性能，两者间性能，两者间没有必然联系没有必然联系。有用功:有利用价值的功.总 功:动力对机械做的功.额外功:对人们没有利用价值而又不 得不做的功.定 义：有用功跟总功的比值.一、三功一、三功二、机械效率（二、机械效率（）公 式：有用总有用有用额外额外有用总WWW三功的关系三功的关系 11. .滑轮组机械效率计算1、如图所示，用滑轮组把重为270N的货物匀速提到1m高的楼上，所用拉力100N，则有用功、总功和滑轮组的机械效率分别是多少？ 解：W有用=F物h=G物h=270N 1 1m=27

10、0J起重机匀速提升重物所用的力起重机匀速提升重物所用的力F物物等于等于物体所受的重力物体所受的重力G物物G物F物W总=FS=Fnh=100N 3 3 1 1m=300JW有用270J=W总%=300J%=90%Sh滑轮组机械效率计算2、用如图的滑轮组水平地拉动物体已知物重为1000N，物体与地面间的摩擦力是240N，当绳端的拉力是100N物体移动了4m时。求：有用功、总功和滑轮组的机械效率分别是多少？ 解：F物f=100N起重机匀速起重机匀速拉动拉动重物所用的力重物所用的力F物物等于等于物体所受的物体所受的摩擦力摩擦力fW有用=F物S物=fS物=240N 4 4m=960JW总=FS绳=F n

11、S物=100N 3 3 4 4m=1200JW有用960J=W总%=1200J%=80%S绳S物斜面机械效率的计算：如图所示，斜面高为1m，长为3m，工人用400N沿斜面方向的力将重为840N的箱子推到车上,求：（1）在这过程中推力做的有用功；（2）在这过程中推力做的总功； （3）斜面的机械效率。解：G G物物F物物工人工人匀速匀速提升提升重物所用的力重物所用的力F物物等于等于物体所受的物体所受的重力重力G物物W有用=F物S物=G物h=840N 1 1m=840JW总=FS=FL=400N 3 3m=1200JF拉拉W有用840J=W总%=1200J%=70%hL（1）有用功越多，机械效率越高

12、（）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）做相同的有用功，额外功越少，机械效率越高（）做相同的有用功，额外功越少，机械效率越高（ ）（6）做相同的总功时，有用功越多，机械效率越高（）做相同的总功时，有用功越多，机械效率越高（ ）（7）利用现代科学技术，机械效率可以等于）利用现代科学技术，机械效率可以等于1 （ ）（8）有用功在总功中占的比例越大，机械效率越高（）有用功在总功中占的比例越大，机械效率越高（

13、 ）1.判断：下面说法中是否正确判断：下面说法中是否正确2：如图所示，用滑轮组把重为：如图所示，用滑轮组把重为80N的物体匀速的物体匀速提起。提起。(1)在不计绳重、动滑轮重和摩擦的情况在不计绳重、动滑轮重和摩擦的情况下，拉力下，拉力F的大小是的大小是 N；(2)若实际的拉力若实际的拉力为为50N，匀速将物体提高，匀速将物体提高4m，则拉力所做的功，则拉力所做的功是是 J，滑轮组的机械效率是，滑轮组的机械效率是 。竖直放置的滑轮组竖直放置的滑轮组4040080%水平放置的滑轮水平放置的滑轮组组3：如图所示，滑轮组自重及摩擦不计。物体：如图所示，滑轮组自重及摩擦不计。物体A重重300N，在在F4

14、N的拉力作用下，物体以的拉力作用下，物体以5m/s的速度匀速运动。的速度匀速运动。则物体在运动过程中受的阻力是则物体在运动过程中受的阻力是 N；5s内滑轮组对物内滑轮组对物体体A做的功是做的功是 J；拉力；拉力F的功率为的功率为 W。1230060斜面斜面4：斜面也是一种简单机械。如图所示，已知斜面上木箱的质量m=40kg，人对木箱的拉力F=75 N，斜面长s=4 m，斜面高h=O5 m。求：木箱受到的重力(g取10 Nkg)；斜面的机械效率。解： （1）G=mg=40kg 10 Nkg=400N（2）W有用=W总%=%=F物S物FSG物物hFL% =400N 0.5m75N 4m=66.67

15、%1.一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如如图所示，小明用定滑轮将该物体在图所示，小明用定滑轮将该物体在4s内匀速提高内匀速提高2m所用拉力为所用拉力为200N此过程中，小明做的此过程中，小明做的有用功是有用功是_ J，定滑轮的机械效率，定滑轮的机械效率是是 ，(取取g10N/kg)18036090F物2.2.用一个动滑轮把用一个动滑轮把500N500N的重物的重物 提高提高1m1m，所用的拉力是，所用的拉力是300N300N， 在此过程中有用功为多少？在此过程中有用功为多少？总功为多少？总功为多少？动滑轮的机械效率为多少？动滑轮的机械效率为多少？ 3.利用如图所

16、示的滑轮组，在利用如图所示的滑轮组，在F=80NF=80N的拉力作用的拉力作用下下, ,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，绳重、摩擦不计擦不计. .求求: :（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。4.4.如图，用滑轮组匀速提起一个重为如图，用滑轮组匀速提起

17、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？5.小明用小明用100N的力沿竖直方向将杠杆的一端拉下的力沿竖直方向将杠杆的一端拉下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，他做的有用功

18、是多少？总功是多少？杠杆的机械他做的有用功是多少？总功是多少？杠杆的机械效率是多少？效率是多少？6.6.如图所示，规格完全相同的绳子绕成甲、乙两个滑如图所示，规格完全相同的绳子绕成甲、乙两个滑轮组，分别提升重为轮组，分别提升重为G G1 1和和G G2 2的两个物体，不考虑绳重的两个物体，不考虑绳重及摩擦，比较它们的省力情况和机械效率。及摩擦，比较它们的省力情况和机械效率。A.A.若若G G1 1=G=G2 2，则，则 F F1 1 F F2 2，甲的机械效率高，甲的机械效率高C.C.若若G G1 1 F F2 2，甲、乙的机械效率相同，甲、乙的机械效率相同D .D .若若G G1 1 G G2 2，则，则 F F1 1 F F2 2，乙的机械效率高，乙的机械效率高答案：D8.如图所示，如图所示，A物体在水平地面上做匀速直线运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的示数为动，已知绕过动滑轮的弹簧测力计上的示数为12N，滑轮的机械效率为，滑轮的机械效率为75求求A物体所到地面物体所到地面摩擦