1、二 機(jī)械效率,第十五章 功和機(jī)械,為什么利用實際機(jī)械做的功大于不用機(jī)械直接用手做的功呢 ？,功的原理是什么？,使用任何機(jī)械都不省功。,溫故而知新,你會選哪種方法呢？,?,想想議議:,做這件事的主要目的是什么？,運沙子,1,2,3,1,2,3,對沙子做功,對桶做功,克服重力做功,對沙子做功,對桶做功,對滑輪做功,對沙子做功,對口袋做功,對滑輪做功,有用功 ：使用機(jī)械時對人們有用的功,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，即 W總=W有+W額,一、有用功、額外功、總功,有用功、額外功的理解：,1.用水桶從井中提水的時候，所做的功哪 部分是有用功，哪部分是額外功？,答

2、:用水桶從井里提水，目的是把水提上來，所以提水的功是有用功，提桶的功是額外 功.,2.如果桶掉到井里，從井里撈桶的時候，撈 上的桶里帶了一些水，這種情況下哪部分 是有用功，哪部分是額外功？,答:從井里撈桶的目的是把桶撈上來，所以提 桶的功是有用功，提起桶里帶的水的功是 額外功,請計算出有用功、額外功和總功分別是多少？,你希望額外功多些還是少些,1,2,3,1,2,3,對沙子做功,對桶做功,克服重力做功,對沙子做功,對桶做功,對滑輪做功,對沙子做功,對桶做功,對滑輪做功,600J,2520J,600J,180J,600J,90J,請算出剛才的三種辦法中有用功在總功中占的百分比。,3120J,78

3、0J,690J,1,2,3,1,2,3,對沙子做功,對桶做功,克服重力做功,對沙子做功,對桶做功,對滑輪做功,對沙子做功,對桶做功,對滑輪做功,600J,2520J,600J,180J,600J,90J,3120J,780J,690J,19%,76%,86%,二、 機(jī) 械 效 率,1.定義：有用功與總功的比值叫機(jī)械效率.,2.表達(dá)式:,沒有！因為有用功總小于總功，（為什么？）所以機(jī)械效率總小于1,分組討論：,有沒有機(jī)械效率為100%的機(jī)械？為什么？,使用不同的機(jī)械來提起物體,我們希望做的額外功越少越好,不同機(jī)器這方面的差別通常用機(jī)械效率來表示,判斷：下面說法中是否正確 1. 做功多的機(jī)械，機(jī)械

4、效率高 2做總功越多，機(jī)械效率越低 3做相同的有用功，額外功越少，機(jī)械效率越高 4做相同的總功時，有用功越多，機(jī)械效率越高 5用不同的滑輪組，做的有用功相同時，機(jī)械效率一定相同 6因為有用功總小于總功，所以機(jī)械效率總小于1 7做的額外功一定時，總功越少，機(jī)械效率越高 8有用功在總功中占的比例越大，機(jī)械效率越高 機(jī)械效率高的機(jī)械省功 機(jī)械效率高的機(jī)械有用功占總功比值大,起重機(jī)的機(jī)械效率是60%,它表示什么意思？,使用起重機(jī)提升重物時所做的有用功跟總功的比值是60%，也可以說有用功在總功中占有60%，另外的40是額外功,離心式水泵60%80%,柴油機(jī)28%37%,起重機(jī)40%50%,汽油機(jī) 22%

5、27%,電動機(jī) 80%90%,燃?xì)廨啓C(jī) 20%30%,1804年特雷維辛克發(fā)明的蒸汽機(jī)車 蒸汽機(jī)的效率通常只有6%15%,空氣噴氣發(fā)動機(jī) 50%60%,三如何提高機(jī)械效率,1、改進(jìn)結(jié)構(gòu)，使它更合理，更輕巧，減小機(jī)械自重,2、在使用中按技術(shù)規(guī)程經(jīng)常保養(yǎng)定時潤滑減小機(jī)械間的摩擦力。,算一算：,一臺起重機(jī)將重3600N的貨物提高4m。如 果額外功是9600J，起重機(jī)做的有用功是 多少？總功是多少？機(jī)械效率是多少？ 起重機(jī)在哪些方面消耗了額外功？,解：,起重機(jī)提高物體的力等于物體的重力,F=G=3600N,起重機(jī)提升重物所做的有用功,W有=Fh=Gh =3600N4m=14400J=1.44104J,

6、起重機(jī)做的總功,W總=W有+W額 =14400J+9600J=2.4104J,因此，起重機(jī)的機(jī)械效率,=W有/W額 = 1.44104J/2.4104J=60%,在這一節(jié)內(nèi)容里面，我們重點學(xué)習(xí)并掌握斜面、滑輪滑輪組、杠桿和抽水機(jī)四類簡單機(jī)械的機(jī)械效率問題。 下面我們首先來學(xué)習(xí)斜面。,探究:,斜面的機(jī) 械效率,1.把物體拉上斜面 時,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 斜面的機(jī)械效率是否相同.,請思考:,1.怎樣計算總功?,W總= F S,2.怎樣計算有用功?,W有用 = G h,3.實驗中需要測量哪幾個物理量?,改變

7、木板的傾斜程度,再測量兩次斜面的機(jī)械效率,斜面的機(jī)械效率,2.如圖所示，為使重為1500N的物體勻速移動到長100m斜面的頂端，若斜面的高為10m.需用180N的推力，則這個斜面的機(jī)械效率是多少？,2、求滑輪組機(jī)械效率,利用滑輪組提升重物時，什么是有用功？什么是總功？什么是額外功？ 克服物體的重力對物體所做的功是有用功（滑輪組對物體所做的功） 作用在繩端的拉力F所做的功是總功（利用滑輪組所做的功） 克服動滑輪的重、繩重及摩擦所做 的功是額外功。（主要是動滑輪）,如圖所示的滑輪組勻速提升物體已知物重G=240牛，手的拉力F=100牛，手上升距離為30厘米,則有用功為多少焦耳?該滑輪組的機(jī)械效率為

8、多少?如果物重是G=480牛，該滑輪組的機(jī)械效率為多少?,G,W有=Gh=240 N0.1m=24J,W總=FS=100 N0.3m=30J,例題:,通過上面這個例題，你能得出什么結(jié)論？（對于同一滑輪組，機(jī)械效率的高低與什么因素有關(guān)？）,對于同一滑輪組，提升的物體越重，機(jī)械效率越高，反之，機(jī)械效率越低.,你能說明為什么嗎？,某人用如圖甲所示的滑輪組提升2000N的重物，使用的拉力是800N，繩子自由端被拉下4m。求：（1）這個人做的總功？（2）有用功（3）額外功？（4）這個滑輪組的機(jī)械效率？那么利用如圖乙所示的滑輪組來提升2000N的重物，這個滑輪組的機(jī)械效率？,例,甲,乙,通過這個題目，你得

9、出影響滑輪組機(jī)械效率高低的因素是什么？,對于不同的滑輪組，在提升重物相同時，動滑輪越重，機(jī)械效率越低，反之，機(jī)械效率越高,總結(jié)：影響滑輪組機(jī)械效率高低的因素,1、對于同一滑輪組，提升的重物越重，機(jī)械效率越高，反之，越低。 2、對于不同的滑輪組，在提升重物一定時，動滑輪越重，機(jī)械效率越低，反之，越高。 3、滑輪與繩之間的摩擦、繩重也會影響滑輪組機(jī)械效率的高低。,通過這兩個例題，你還能總結(jié)什么？,用一動滑輪將重200N的砂子提到9m高的腳手架上，所用力是120N，求有用功、總功機(jī)械效率各是多少？,解：,5、如圖所示，某人用一個滑輪組 站在地面上把500N的貨物經(jīng)5s提高 了2m，所用的力是300N

10、。求 （1）這個人做功是多少？ （2）這個滑輪組的機(jī)械 F 效率是多少？,3、杠桿的機(jī)械效率問題,利用杠桿提升重物時，什么是有用功？什么是總功？什么是額外功？ 克服物體的重力對物體所做的功是有用功（杠桿對物體所做的功） 作用在杠桿的動力F所做的功是總功（利用杠桿所做的功） 克服杠桿的重及摩擦所做 的功是額外功。,練習(xí)2、小明用100N的力沿豎直方向?qū)⒏軛U的一端拉下2m，杠桿的另一端將320N的重物提高了0.5m， (1)他做的有用功是多少？ (2)總功是多少？ (3)杠桿的機(jī)械效率是多少？,4、抽水機(jī)的機(jī)械效率問題,利用抽水機(jī)將水抽到高處時，什么是有用功？什么是總功？什么是額外功？ 克服水的重力將水抽到高處所做的功是有用功 抽水