第4节 简单机械4 机械效率

第第4节 简单机械机械4 机械效率机械效率第1页，共23页。要把重要把重100N的沙子运上三楼。的沙子运上三楼。下图画了三种办法。同学们讨下图画了三种办法。同学们讨论一下：哪种办法最好，哪种论一下：哪种办法最好，哪种办法最不好，为什么？办法最不好，为什么？第2页，共23页。学 生 讨 论返回主页 学学 生生 讨讨 论论第3页，共23页。对砂子做功对砂子做功对空桶做功对空桶做功抑制自身重力做功抑制自身重力做功并不需要做并不需要做 但但又不得不做的功又不得不做的功对人们有用对人们有用必须做的功必须做的功3m3m3m3m方法方法1 1他的目的是：他的目的是：把沙子运上三楼把沙子运上三楼手提水桶提沙子手提水桶提沙子第4页，共23页。一、有用功和额外功一、有用功和额外功1.有用功有用功W有：为了到达工作目的，必须做的有：为了到达工作目的，必须做的功功2.额外功额外功W额：为了到达工作目的，并非我们所额：为了到达工作目的，并非我们所 需要但又不得不做的功需要但又不得不做的功3.总总 功功W总：动力所做的所有功总：动力所做的所有功即有用功与额外功的即有用功与额外功的总和总和 W W总总 =W=W有有 +W+W额额 第5页，共23页。用水桶从井中提水的时候,所做的功哪局部是有用功,哪局部是额外功?提水提水所做的功是有用功有用功;提水桶提水桶所做的功是额额外功外功。如果桶掉到井里,从井里捞桶的时候,捞上的桶里带了一些水,这种情况下哪局部是有用功,哪局部是额外功?提水桶提水桶所做的功是有用功有用功;提水所做的功是额额外功外功。想一想；议一议：第6页，共23页。对砂子做功对空桶做功对动滑轮做功W W有有议一议：方法方法2 2：方法方法3 3：W W额额W W总总对砂子做功对口袋做功对动滑轮做功W W有有W W额额W W总总另两种提沙方法中做的有用功、额外功、总功分别是哪些？方法方法2 2方法方法3 3动滑轮提水桶提沙子动滑轮提水桶提沙子动滑轮提口袋提沙子动滑轮提口袋提沙子第7页，共23页。理解机械的三种功理解机械的三种功理解机械的三种功理解机械的三种功GGF F要提升要提升要提升要提升GG，同时必须将，同时必须将，同时必须将，同时必须将动滑轮也提升。这时，动滑轮也提升。这时，动滑轮也提升。这时，动滑轮也提升。这时，你要抑制动滑轮重力和你要抑制动滑轮重力和你要抑制动滑轮重力和你要抑制动滑轮重力和摩擦而额外做功，否那摩擦而额外做功，否那摩擦而额外做功，否那摩擦而额外做功，否那么你不能完成任务。这么你不能完成任务。这么你不能完成任务。这么你不能完成任务。这局部功无利用价值而又局部功无利用价值而又局部功无利用价值而又局部功无利用价值而又不得不做，是额外功。不得不做，是额外功。不得不做，是额外功。不得不做，是额外功。提升物体提升物体提升物体提升物体GG是目的是目的是目的是目的,有利有利有利有利用价值用价值用价值用价值,是是是是有用功有用功要实现目的，完成有要实现目的，完成有要实现目的，完成有要实现目的，完成有用功用功用功用功,必须施加必须施加必须施加必须施加动力动力动力动力F F对滑轮做功对滑轮做功对滑轮做功对滑轮做功，动力所做的是动力所做的是动力所做的是动力所做的是总总功功如：用竖直方向上如：用竖直方向上的滑轮提升物体的滑轮提升物体G第8页，共23页。无论采取那种方法都必须做的功。无论采取那种方法都必须做的功。即：为到达目的所必须做的功。即：为到达目的所必须做的功。1 1举高重物时：举高重物时：W有用=G物hW有=f摩擦S物2 2在粗糙水平面上移动物体时：在粗糙水平面上移动物体时：有用功有用功第9页，共23页。并非并非人们需要但又人们需要但又不得不做不得不做的功的功1抑制机械自重做功：抑制机械自重做功：W额外=G动滑轮h使用动滑轮或滑轮组时使用动滑轮或滑轮组时：2 2抑制机械间的摩擦做功：抑制机械间的摩擦做功：使用斜面时：使用斜面时：W额外=f摩擦L额外功额外功第10页，共23页。动力对机械所做的功动力对机械所做的功.有用功和额外功的和等于总功。有用功和额外功的和等于总功。W总=W有用+W额外公式公式1 1 ：公式公式2 2 ：W总=F动力S动力 作用在机械上的动作用在机械上的动力力动力作用点移动的动力作用点移动的距离距离总功总功第11页，共23页。W有1=G沙 h三种提沙方法中的W有、W额、W总分别为多少？方法方法2 2：方法方法3 3：W W额额1=1=G G桶桶+G+G人人h hW W总总1=1=W W有有1+W1+W额额1 1方法方法1 1：=100N6m=600J=(20N+400N)6m=2520J=3120JW W有有2 2=G=G沙沙 h h =600JW W额额2=2=G G桶桶+G+G轮轮h hW W总总2=2=W W有有2+W2+W额额2 2=(20N+10N)6m=180J=780JW W有有3 3=G=G沙沙 h h =600JW W额额3=3=G G袋袋+G+G轮轮h hW W总总3=3=W W有有3+W3+W额额3 3=(5N+10N)6m=90J=690J3m3m3m3m沙子重100N 桶重20N 体重400N 口袋重5N动滑轮重10N 方法方法2 2方法方法1 1方法方法3 3算一算：算一算：第12页，共23页。二、机械效率二、机械效率1机械效率通常用百分数表示，没有单位机械效率通常用百分数表示，没有单位.1.定义：有用功跟总功的比值叫机械效率定义：有用功跟总功的比值叫机械效率2机械效率总小于机械效率总小于1.因为有用功总小于总功因为有用功总小于总功2.公式：公式：3.特点：特点：第13页，共23页。三种提沙方法中的机械效率分别为多少？W有1=G沙 h方法方法2 2：方法方法3 3：W W额额1=1=G G桶桶+G+G人人h hW W总总1=1=W W有有1+W1+W额额1 1方法方法1 1：=100N6m=600J=(20N+400N)6m=2520J=3120JW W有有2 2=G=G沙沙 h h =600JW W额额2=2=G G桶桶+G+G轮轮h hW W总总2=2=W W有有2+W2+W额额2 2=(20N+10N)6m=180J=780JW W有有3 3=G=G沙沙 h h =600JW W额额3=3=G G袋袋+G+G轮轮h hW W总总3=3=W W有有3+W3+W额额3 3=(5N+10N)6m=90J=690J1 1=W有1 1W总1 1=600J600J600J600J3120J3120J3120J3120J=19.2%=19.2%=19.2%=19.2%2 2=W有2 2W总2 2=600J600J600J600J780J780J780J780J=76.9%=76.9%=76.9%=76.9%3 3=W有3 3W总3 3=600J600J600J600J690J690J690J690J=87.0%=87.0%=87.0%=87.0%再算算：再算算：有用功一样，额外功越少机械效率越高有用功一样，额外功越少机械效率越高第14页，共23页。5 5、机械效率公式：、机械效率公式：提升移动第15页，共23页。起重机起重机的机械效率是的机械效率是的机械效率是的机械效率是60%60%它表示什么意思？它表示什么意思？它表示什么意思？它表示什么意思？所做的有用功跟总功的比所做的有用功跟总功的比所做的有用功跟总功的比所做的有用功跟总功的比60%60%60%60%有用功在总功中占有有用功在总功中占有有用功在总功中占有有用功在总功中占有60%60%60%60%，另外额外功占，另外额外功占，另外额外功占，另外额外功占40404040有用功所占总功的比例越大，机械效率越高。有用功所占总功的比例越大，机械效率越高。机械效率与 是否省力.功率大小.提升高度.绳子的绕法.做功的多少无关。第16页，共23页。用一动滑轮将货物用一动滑轮将货物400N的货物匀速提到的货物匀速提到高高2m，所所 用用 拉拉 力力 是是 250N，求求 有有 用用 功功、额额 外外 功功.总功总功和动滑轮的和动滑轮的机械效率各是多少？机械效率各是多少？分析：使用动滑轮省了力，却费了距离，货物提高货物提高 2m，绳子绳子的自由端拉力的自由端拉力通过通过的距离为的距离为4 m，：G=400N h=2m S=4m F=250N求：W有 W额额 W总总 W额额=W总总 W有=1000J800J=200J第17页，共23页。练练习习：用用一一动动滑滑轮轮将将重重200N的的砂砂子子提提到到9m高高的的脚脚手手架架上上，所用力是所用力是120N，求有用功、总功机械效率各是多少？，求有用功、总功机械效率各是多少？解：解：G=200N h=9m S=18m F=120N第18页，共23页。请你判断：下面说法中是否正确？请你判断：下面说法中是否正确？1有用功越多，机械效率越高有用功越多，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物物体体做做功功越越慢慢，机机械械效效率率越越低低 4做总功越多，机械效率越低做总功越多，机械效率越低 5做做一一样样的的有有用用功功，额额外外功功越越少少，机机械械效效率越高率越高 6做做一一样样的的总总功功时时，有有用用功功越越多多，机机械械效率越高效率越高 7机械效率越高，越省力机械效率越高，越省力 第19页，共23页。探究动滑轮的机械效率探究动滑轮的机械效率一、影响动滑轮的机械效率的因素一、影响动滑轮的机械效率的因素 减轻动滑轮自重减轻动滑轮自重减小滑轮转轴间的摩擦力减小滑轮转轴间的摩擦力增加提升的物重。增加提升的物重。减轻绳重减轻绳重二、如何提高动滑轮的机械效率二、如何提高动滑轮的机械效率 1 1、动滑轮自重、滑轮摩擦、绳重、动滑轮自重、滑轮摩擦、绳重2 2、提升的物体重力、提升的物体重力滑轮组的机械效率与提升的高度、绳子的股数无关。滑轮组的机械效率与提升的高度、绳子的股数无关。第20页，共23页。如何提高动滑轮的机械效率如何提高动滑轮的机械效率 减轻动滑轮自重减轻动滑轮自重减小滑轮转轴间的摩擦力减小滑轮转轴间的摩擦力提高提升的物重。提高提升的物重。减轻绳重减轻绳重方法一方法一方法二方法二第21页，共23页。知识小结知识小结知识小结知识小结一、机械的三种功：一、机械的三种功：一、机械的三种功：一、机械的三种功：有用功有用功有用功有用功有利用价值的功。有利用价值的功。有利用价值的功。有利用价值的功。总功总功总功总功动力对机械所做的功。动力对机械所做的功。动力对机械所做的功。动力对机械所做的功。额外功额外功额外功额外功对人们无利用价值而又不得不做的功。对人们无利用价值而又不得不做的功。对人们无利用价值而又不得不做的功。对人们无利用价值而又不得不做的功。二、机械效率：二、机械效率：二、机械效率：二、机械效率：1 1、定义：有用功与总功的比值。、定义：有用功与总功的比值。、定义：有用功与总功的比值。、定义：有用功与总功的比值。2 2、公式讨论：、公式讨论：、公式讨论：、公式讨论：第22页，共23页。汇报结束谢谢大家!请各位批评指正第23页，共23页。