1、第十二章 簡(jiǎn)單機(jī)械 12.3 機(jī)械效率,蚌埠六中 劉大慶,功的原理及應(yīng)用,1.作用在物體上的力。 2.沿受力方向上移動(dòng)一定距離。,使用簡(jiǎn)單機(jī)械可以省力，或者省距離，能省功嗎？,改變力的方向,省距離,省力,使用簡(jiǎn)單機(jī)械的作用,簡(jiǎn)單機(jī)械的作用是什么？,做功的兩個(gè)必要因素是什么？,要把這個(gè)物體運(yùn)到高處，有哪些方法？,1.用手直接把物體提上去,2.用杠桿把物體提上去,3.用動(dòng)滑輪或滑輪組,W手=Gh,人利用杠桿將中重為G的物體勻速提升h 拉力F做的功 W杠(不計(jì)杠桿的重力及摩擦）,動(dòng)力臂為阻力臂的3倍,用力F直接將重為G的物體勻速提升h，力對(duì)物體做功W手,使用動(dòng)滑輪或滑輪組將重G的物體勻速提升h。,s

2、=4h,s=2h,實(shí)驗(yàn)結(jié)論,實(shí)驗(yàn)表明:理想狀態(tài)下（忽略滑輪自重和繩子與滑輪之間的摩擦）：利用滑輪提升鉤碼，使用滑輪所做的功Fs（焦）和直接用手所做的功Gh（焦）相等，即使用滑輪不能省功。,使用任何機(jī)械都不能省功,功的原理:,不省功的原因是什么？,因省力的機(jī)械必費(fèi)距離，省距離的機(jī)械一定費(fèi)力，而功=力距離，所以不能省功,要把重100N的沙子運(yùn)上三樓。下圖畫(huà)了三種辦法。同學(xué)們討論一下：哪種辦法最好，哪種辦法最不好，為什么？,人提沙子做功,1對(duì)砂子做功,2對(duì)桶做功,3克服自重做功,人拉滑輪做功,1對(duì)砂子做功,2對(duì)桶做功,3對(duì)動(dòng)滑輪做功,人拉滑輪做功,1對(duì)砂子做功,2對(duì)口袋做功,3對(duì)動(dòng)滑輪做功,必須做的

3、功,額外做的功,三種功,動(dòng)力對(duì)機(jī)械所做的功,根據(jù)功的原理,為了實(shí)現(xiàn)目標(biāo)而必須要做的功，用 表示。,1、有用功：,W有,2、額外功：,在實(shí)現(xiàn)目標(biāo)時(shí)，人們不需要但又不得不做的功，用 表示。,W額,3、總功：,有用功加上額外功就是總共做的功，用 表示。,W總,W總 = W有 + W額,點(diǎn)評(píng),有用功實(shí)質(zhì)：是不用機(jī)械而直接用手做的功，總功實(shí)質(zhì)是使用機(jī)械時(shí)拉力所做的功。,W有=Gh W總=Fs,W有小于W總，所以使用任何機(jī)械都不省功,用一個(gè)動(dòng)滑輪把重100N的沙子提到9m高的腳手架上,所用的力是60N,那么做的總功是 J,有用功是 J ,額外功是 J 。,1080,900,180,請(qǐng)計(jì)算出有用功、額外功和

4、總功分別是多少？,你希望額外功多些還是少些呢？,有用功跟總功的比值叫機(jī)械效率。,=,使用任何機(jī)械都不可避免地做額外功，有用功總小于總功，所以機(jī)械效率總小于1。,機(jī)械效率,機(jī)械效率一般用百分?jǐn)?shù)表示，沒(méi)有單位,看看剛才的數(shù)據(jù)，思考機(jī)械效率會(huì)大于嗎？為什么？,使用起重機(jī)提升重物時(shí)所做的有用功跟總功的比值是60%，也可以說(shuō)有用功在總功中占有60%，另外的40是額外功,起重機(jī)的機(jī)械效率是60%，它表示什么意思？,生活中一些機(jī)械的機(jī)械效率,1關(guān)于機(jī)械效率的說(shuō)法中正確的是 （ ） A越省力的機(jī)械，效率越高 B做有用功越多的機(jī)械，效率越高 C做相同的功，額外功的值越小，效率越高 D做功越快的機(jī)械，效率越高,C

5、,練一練,練一練,2.起重機(jī)把質(zhì)量為0.6t的重物勻速提升了3m，而它的電動(dòng)機(jī)所做的功是3.4104J，起重機(jī)的機(jī)械效率是多少？,解：,m0.6t600kg,Gmg600kg10N/kg6000N,W有用Gh6000N3m18000J,=W有用/W總 18000J / 34000J53,3如圖，忽略繩重和摩擦，用拉力F拉著10 N的重物勻速上升，繩子自由端移動(dòng)1 m，動(dòng)滑輪重力2 N， 求：（1）拉力F； （2）物體上升的距離； （3）有用功，總功，機(jī)械效率。,練一練,知識(shí)小結(jié),一、機(jī)械的三種功： 有用功 ：對(duì)人們有用的功。 額外功 ：人們不需要但又不 得不做的功 總功 ：有用功與額外功的總和

6、,二、機(jī)械效率： 1、定義：有用功與總功的比值。,2、公式討論：,二、測(cè)滑輪組的機(jī)械效率：,實(shí)驗(yàn)原理,實(shí)驗(yàn)器材,注意事項(xiàng),彈簧測(cè)力計(jì)、刻度尺、 鐵架臺(tái)、滑輪、細(xì)線、鉤碼。,豎直向上，緩慢拉動(dòng)測(cè)力計(jì)。,實(shí)驗(yàn)1 保持動(dòng)滑輪重一定，改變鉤碼重力。,結(jié)論：動(dòng)滑輪重一定,物重越大，機(jī)械效率 越高。,實(shí)驗(yàn)2 保持鉤碼重力一定，改變動(dòng)滑輪重。,結(jié)論： 物重一定，動(dòng)滑輪越重，機(jī)械 效率低。,1圖為測(cè)量滑輪組機(jī)械效率的實(shí) 驗(yàn)裝置，鉤碼總重6 N。 （1）實(shí)驗(yàn)時(shí)要豎直向上_ 拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，由圖可知拉力 大小為_(kāi)N，若鉤碼上升的 高度為8cm,則彈簧測(cè)力計(jì)向上移動(dòng)_cm,該滑輪組的機(jī)械效率為_(kāi)。 （2）若僅增加鉤

7、碼的個(gè)數(shù)，該滑輪組有機(jī)械效率將_（選填：“增大”、“減小”或“不變”）,緩慢,2.4,24,83.3%,增大,練一練,2在“測(cè)滑輪組機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)中，用同一滑輪組進(jìn)行兩次實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：,3,2,62.5%,大于,此實(shí)驗(yàn)所用滑輪的個(gè)數(shù)至少是_ _個(gè)，其中動(dòng)滑輪有_個(gè)。 第一次實(shí)驗(yàn)測(cè)得滑輪組的機(jī)械效率為_(kāi)，第二次實(shí)驗(yàn)時(shí)滑輪組的機(jī)械效率_第一次的機(jī)械效率（選填“大于”、“小于”或“等于”）,杠桿的機(jī)械效率,用杠桿來(lái)提升重物： W有用 W總,F s,h重物提升的高度 s動(dòng)力F 移動(dòng)的距離,G物h,斜面的效率,用斜面來(lái)提升重物： W有用 W總 ,W總=W有用 即：FS =G物h,G物h,F S

8、,若斜面光滑:,h重物提升的高度 S重物在斜面上移動(dòng)的距離,此外，斜面的機(jī)械效率還與斜面的粗糙程度有關(guān)：,在斜面的傾斜程度相同時(shí)，斜面越光滑，機(jī)械效率越高。,斜面的機(jī)械效率,在 的情況下，斜面越傾斜，越 ，機(jī)械效率 。,粗糙程度相同,越高,不省力,知識(shí)拓展,豎直滑輪組的機(jī)械效率：,用滑輪組來(lái)提升重物： W有用 W總,G物h,F s,水平滑輪組的機(jī)械效率,克服摩擦力做功（拉動(dòng)物體水平運(yùn)動(dòng)）,F摩 S物,=,F拉S繩,=,f摩,F拉n,W有用=,W總=,f摩 S物 拉動(dòng)物體時(shí) 克服摩擦力做的功,F拉S 繩 拉動(dòng)物體時(shí) 拉力所做的功,思考：1.選哪些實(shí)驗(yàn)器材？ 2.實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)哪些物理量？怎樣計(jì)算總

9、功？有用功？ 3.省力多少與斜面的傾斜程度有什么關(guān)系？斜面的機(jī)械效率與它的傾斜程度有什么關(guān)系,測(cè)定斜面的機(jī)械效率,探究:,斜面的機(jī) 械效率,1.把物體拉上斜面 時(shí),額外功是什么?,(克服物體與斜面 之間的摩擦力而做 功),2.探究一下光滑程度一樣的斜面,當(dāng)它的傾斜程度不同 時(shí), 斜面的機(jī)械效率是否相同.,請(qǐng)思考:,1.怎樣計(jì)算總功?,W總= F S,2.怎樣計(jì)算有用功?,W有用 = G h,3.實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量哪幾個(gè)物理量?,改變木板的傾斜程度,再測(cè)量?jī)纱涡泵娴臋C(jī)械效率,實(shí)驗(yàn)前請(qǐng)猜想:,1).你認(rèn)為省力多少與斜面的傾斜程度有什么關(guān)系?,2).斜面的機(jī)械效率與它的傾斜程度有什么關(guān)系?,10,10,10,0.1,0.2,0.3,3,4,5,1,1,1,1,2,3,3,4,5,33,50,60,6、斜面的機(jī)械效率與,粗糙程度,傾斜程度,有關(guān),粗糙程度相同，斜面越陡，效率越高。,傾斜程度相同，斜面越光滑，效率越高。,1、有用功是14400J，總功是24000J，機(jī)械效率是60%，起重機(jī)提升裝貨物用的容器所做的功、各部件之間的摩擦做功等都是額外功。,3、沒(méi)有機(jī)械效率為100%的機(jī)械，因?yàn)槭褂萌魏螜C(jī)械都要做額外功，也就是說(shuō)有用功總小于總功，所以機(jī)械效率總小于1。,4、提