1、第5節(jié)機(jī)械效率，第5節(jié)機(jī)械效率，1通過探索動(dòng)滑輪，我們可以知道有用的功、總功、額外功及其關(guān)系。理解機(jī)械效率的概念。知道機(jī)械效率的計(jì)算公式就能計(jì)算出一臺簡單機(jī)器的機(jī)械效率。知道機(jī)械效率的物理意義，并且知道實(shí)際的機(jī)械效率不可能是100%。4可以設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來確定簡單機(jī)器的機(jī)械效率。了解提高機(jī)械效率的現(xiàn)實(shí)意義和方法，具有合理改進(jìn)機(jī)械和提高效率的意識，從而增強(qiáng)用科學(xué)為人類服務(wù)的責(zé)任感。教學(xué)目標(biāo)，活動(dòng)：再次探索滑輪，第一步：分別測量手對繩索的拉力f、手移動(dòng)的距離s、鉤碼的重力g和鉤碼的上升高度h。第二步：改變鉤子的數(shù)量，重復(fù)上面的實(shí)驗(yàn)。步驟3:設(shè)計(jì)表格并記錄數(shù)據(jù)。思考：在上面的實(shí)驗(yàn)中，手在繩子上做的功等于動(dòng)

2、滑輪的鉤碼做的功嗎？如果它們不相等，哪一個(gè)更大，為什么？實(shí)驗(yàn)值為g牛、h米、f牛和s米。拉力(力量)所做的功游絲對動(dòng)滑輪的平衡：W移動(dòng)Fs _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 1有用的工作(W有用的):在使用機(jī)器時(shí)對人有用的工作稱為有用的工作； 2.在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，克服摩擦和將動(dòng)滑輪提升到一定高度所做的工作對我們來說是無用的，但

3、是必須做。這種工作被稱為額外工作，不可避免地要使用任何機(jī)器來做額外的工作?？偣r(shí)：有用工作和額外工作的總和稱為總工時(shí)。根據(jù)上面的實(shí)驗(yàn)，你能計(jì)算出有用工作占總工作的百分比嗎？有用功總是小于總功，所以機(jī)械效率總是小于1。機(jī)械效率用百分比表示。沒有單位。機(jī)械效率：有用功與總功的比率稱為機(jī)械效率。起重機(jī)的機(jī)械效率是70%。這是什么意思？答：用起重機(jī)起吊重物時(shí)，有用功占總功的比例是70%，或者可以說有用功占總功的70%，另外30%做額外的工作。如何提高機(jī)械效率：W=W有/W總數(shù)=W有/(W有W量)，首先是減少額外的工作，如保持良好的潤滑，減少滑輪和軸之間的摩擦，減輕動(dòng)滑輪的重量等，這樣可以減少額外的工作

4、，提高機(jī)械效率。如何使用簡單的機(jī)械如杠桿和斜面來減少額外的工作，應(yīng)該采取什么方法和措施？第二是增加有用的工作。當(dāng)額外的功不變時(shí)，有用的功越大，機(jī)械效率越高。以滑輪組起吊重物為例，當(dāng)動(dòng)滑輪的重量和摩擦力不變時(shí)，貨物越重，效率越高；或者以把水舉到樓上為例，當(dāng)水桶的重量不變時(shí)，水桶里的水越重，效率越高。在本章第34頁的例子中，陳杰的學(xué)生舉水的效率，假設(shè)水的重量是80 N，尋求有用的功，總功和機(jī)械效率。在不同的條件下，同一臺機(jī)器的機(jī)械效率可能會(huì)有所不同，因此提高機(jī)械效率的方法之一就是在滿載的條件下工作。如何區(qū)分有用功和總功動(dòng)力(人或馬達(dá))在機(jī)器上做的功是總功，機(jī)器在物體上做的功是有用功。或者如果沒有機(jī)

5、器，用手直接移動(dòng)物體所做的工作是有用的。例如，在水力發(fā)電站，水從高處流下來驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)，水的重力產(chǎn)生的功gh是總功，發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能(電功)是有用的功。當(dāng)電動(dòng)泵將水提升到一定高度時(shí)，泵消耗的電能(電流做功)就是總功，水勢能Gh的增加就是有用功。示例：使用圖2所示的滑輪組以恒定速度將貨物重量600牛頓增加2米，使用的拉力為375牛頓。計(jì)算該滑輪組的總功、有用功和機(jī)械效率。正確理解美國為了提水，必須使用鏟斗，在鏟斗上做功，并克服使用輪軸時(shí)的摩擦力。這兩部分工作必須做額外的無用工作才能達(dá)到提水的目的，所以它們被稱為額外工作。如圖82、所示，如圖83所示，滑輪組將物體從a拉動(dòng)到b，物體前進(jìn)一段距離s。為

6、了拉動(dòng)物體，必須克服物體和支撐表面之間的摩擦，因此通過克服支撐表面和物體之間的摩擦所做的功是有用的功。功率f所做的功(即拉力)是總功。克服摩擦所做的工作是額外的工作。請通過以上兩個(gè)例子考慮一下。有人說有用的功是Gh(G是物體的重量，H是物體上升的距離)。這個(gè)陳述正確嗎？有些人認(rèn)為，只要工作是通過克服摩擦來完成的，它就一定是無用的(額外的工作)。這種理解有什么錯(cuò)？實(shí)際上，力臂是阻力臂的四倍大，可以舉起360牛頓重20厘米的貨物。手壓下杠桿的力為100牛頓，手下降的高度為_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

7、_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _關(guān)于功率，下列說法是正確的： (一)機(jī)器功率越大，做功越多；機(jī)械效率越高，機(jī)械功率越大；功率表示做功的速度；使用省力機(jī)械可以增加機(jī)械做功的能力。練習(xí)使用天車和動(dòng)滑輪將兩個(gè)相同的重物提升相同的高度，然后：()。天車的總功必須大于動(dòng)滑輪的總功；天車的有用功必須大于動(dòng)滑輪的有用功；天車的有用功必須小于動(dòng)滑輪的有用功；天車的有效功必須等于動(dòng)滑輪的有效功。實(shí)驗(yàn)：在測量滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)中，一位同學(xué)按照以下步驟操作：(1)安裝滑輪組，如圖A所示，并記錄鉤碼和彈簧秤的位置。畫中鉤住的院子的重量是1牛。(2)勻速拉動(dòng)彈簧秤，提升鉤碼G，如圖b所示。從彈簧秤讀出的拉力f值為0.5n，鉤碼提升的高度和彈簧秤移動(dòng)的距離s可以在圖背景的刻度線上讀出。請?jiān)谙卤碇刑顚懴嚓P(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并計(jì)算機(jī)械效率。探討