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第五节第五节机械效率机械效率 小明家住在二楼，买了一批木料，可小明家住在二楼，买了一批木料，可以直接用手拉到二楼，也可以使用动滑以直接用手拉到二楼，也可以使用动滑轮，使用动滑轮的作用为了轮，使用动滑轮的作用为了 。省力省力思考：思考：用手直接对木料用手直接对木料做功与手对机械做功与手对机械做功相等吗？做功相等吗？物理量G/Nh/mF/Ns/mW手对木材W手对机械123用手直接对木料做功与手对机械做功相等吗？用手直接对木料做功与手对机械做功相等吗？议一议：为什么使用动滑轮后手要多做功？议一议：为什么使用动滑轮后手要多做功？机械的三种功机械的三种功要提升要提升G，同时，同时必须将本滑轮也必须将本滑轮也提升。这时要克提升。这时要克服滑轮重力和摩服滑轮重力和摩擦而额外做功，擦而额外做功，否则你不能完成否则你不能完成任务。本功无利任务。本功无利用价值而又不得用价值而又不得不做，是额外功。不做，是额外功。提升重物提升重物G是目的，有是目的，有利用价值，利用价值，是有用功是有用功要实现目的，完要实现目的，完成有用功成有用功,必须必须施加动力施加动力F对滑对滑轮做功，是总功轮做功，是总功用水桶从井中提水时，所做的有用功是用水桶从井中提水时，所做的有用功是 ，额外功是，额外功是 ，总，总功是功是 ；如果桶掉到井里，从井里捞桶时，捞上来如果桶掉到井里，从井里捞桶时，捞上来的桶里带了一些水，有用功是的桶里带了一些水，有用功是 ，额外功是额外功是 ，总功是，总功是 。 克服水的重力做功克服水的重力做功克服桶的重力做功克服桶的重力做功拉力所做的功拉力所做的功克服桶的重力做功克服桶的重力做功克服水的重力做功克服水的重力做功拉力所做的功拉力所做的功一、三种功一、三种功 1、有用功（W有）：对人们有用的功。对人们有用的功。 W有Gh提升物体 2 、额外功（W额）：人们不需要但又不人们不需要但又不 得不做的功。得不做的功。 3 、总功（W总）：有用功与额外功的总和有用功与额外功的总和 W总FS- （运用机械时动力（运用机械时动力F所做的功）所做的功） 4 、三者关系： W总 W有 W额请计算出有用功、额外功和总功分别是多少？请计算出有用功、额外功和总功分别是多少？你希望额外功多些还是少些呢？你希望额外功多些还是少些呢？人提沙子做功1.对砂子做功2.对桶做功3.克服自重做功人拉滑轮做功1.对砂子做功2.对桶做功3.对动滑轮做功人拉滑轮做功1.对砂子做功2.对口袋做功3.对动滑轮做功人提沙子做功1对砂子做功2对桶做功3克服自重做功人拉滑轮做功1对砂子做功2对桶做功3对动滑轮做功人拉滑轮做功1对砂子做功2对口袋做功3对动滑轮做功600J2520J600J180J600J90J3120J780J690J你希望额外功多些还是少些呢？你希望额外功多些还是少些呢？砂子重100N 人重400N 桶重20N 动滑轮重10N 口袋重5N 地面到三楼高6 m 请算出刚才的三种办法中有用功在总功中占的百分比。请算出刚才的三种办法中有用功在总功中占的百分比。用哪种方法好？用哪种方法好？机械效率有用功跟总功的比值叫机械效率有用功跟总功的比值叫机械效率 有用功总小于总功，所以机械效率总小于有用功总小于总功，所以机械效率总小于1 看看刚才的数据，思考机械效率会大于吗？为什么？公式：公式： 总有WW机械效率一般用百分数表示，没有单位 1、机械效率：有用功与总功的、机械效率：有用功与总功的比值叫做机械效率。比值叫做机械效率。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。 %100总有用WW二、机械效率二、机械效率2、计算公式：、计算公式： 使用起重机提升重物时所做的有用功跟使用起重机提升重物时所做的有用功跟总功的比值是总功的比值是60%60%，也可以说有用功在总，也可以说有用功在总功中占有功中占有60%60%，另外的，另外的4040是额外功是额外功起重机的起重机的机械效率机械效率是是60%60%，它表示什它表示什么意思？么意思？一些机械的机械效率：一些机械的机械效率： 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% 请你判断：请你判断：下面说法中是否正确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，机械效率越做相同的有用功，额外功越少，机械效率越高（高（ ）6做相同的总功时，有用功越多，机械效率越做相同的总功时，有用功越多，机械效率越高（高（ ）7机械效率越高，越省力（机械效率越高，越省力（ ）练习练习1、利用如图所示的滑轮组，在、利用如图所示的滑轮组，在F=80NF=80N的的拉力作用下拉力作用下, ,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、摩擦不计。，绳重、摩擦不计。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)=? (4)=? (5) G (5) G动动=?=?GF.自学课本P171例题，注意解题格式，完成下列练习练习练习2、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，(1)他做的有用功是多少？他做的有用功是多少？(2)总功是多少？总功是多少？(3)杠杆的机械效率是多少？杠杆的机械效率是多少？自学课本P171例题，注意解题格式，完成下列练习知识小结知识小结一、机械的三种功：有用功有利用价值的功。总功动力对机械所做的功。额外功对人们无利用价值而又不得不做的功。额外有用总WWW二、机械效率：1、定义：有用功与总功的比值。额外有用有用总有用公式WWWWW%100:2、公式讨论：1)(01)(0所以理想情况所以实际存在额外额外WW作业： 预习本节第二部分内容“机械效率总是一定的吗？” 设计出实验报告（写在大演草上）（写在大演草上） 1、实验名称 2、实验目的 3、实验原理 4、实验器材 5、实验步骤（含实验数据记录表）第二课时实验：测滑轮组的机械效率作业： 阅读本节第二部分内容“机械效率总是一定的吗？” 设计出实验报告（写在大演草上）（写在大演草上） 1、实验名称 2、实验目的 3、实验原理 4、实验器材 5、实验步骤（含实验数据记录表）【实验目的】1学习安装滑轮组。学习安装滑轮组。2学习测滑轮组的机械效率。学习测滑轮组的机械效率。3分析得出影响滑轮组机械效率的因素。分析得出影响滑轮组机械效率的因素。【实验原理】%100sG%100FhWW总有用讨论：讨论：为得出滑轮组滑轮组的机械效率，需要求出有用功和总功，为此需要测出哪些物理量？每个量怎样测量？刻度尺刻度尺、钩码、弹簧秤、滑、钩码、弹簧秤、滑轮组两个、铁架台、长约轮组两个、铁架台、长约2m的细绳。的细绳。实验器材：%100sG%100FhWW总有用使用弹簧测力计时首使用弹簧测力计时首先要做的是什么呢？先要做的是什么呢？用弹簧测力计用弹簧测力计测钩码的重力测钩码的重力你组装成的滑轮组！你组装成的滑轮组！匀速拉动匀速拉动弹簧秤使钩码升高到某一位弹簧秤使钩码升高到某一位置处，从弹簧秤读出置处，从弹簧秤读出拉力拉力F的数值的数值 钩码上升的高度钩码上升的高度（h h） 细绳自由端通细绳自由端通过的距离（过的距离（s s） 实验步骤：1.照课本图照课本图9-30，把滑轮组和刻度尺安装好把滑轮组和刻度尺安装好，测出，测出钩码钩码G的值，并记录表中。的值，并记录表中。2.匀速竖直拉动弹簧测力计，使钩码匀速竖直拉动弹簧测力计，使钩码G上升，读出上升，读出弹簧测力计所示拉力弹簧测力计所示拉力F的值的值 ，从刻度尺读出钩码，从刻度尺读出钩码升高的距离升高的距离h和弹簧测力计移动的距离和弹簧测力计移动的距离S，记录数，记录数据在表格中。据在表格中。3.分别算出有用功和总功、机械效率。记录结果。分别算出有用功和总功、机械效率。记录结果。4.再安装另外的滑轮组，再重复上面的实验再安装另外的滑轮组，再重复上面的实验。物重G/N高度h/m有用功W有/J拉力F/N距离S/m总功W总/J机械效率1、比较两次两种滑轮组有什么不、比较两次两种滑轮组有什么不同？机械效率有何差异？同？机械效率有何差异？2、分析影响滑轮组机械效率的因、分析影响滑轮组机械效率的因素是什么？素是什么？影响滑轮组机械效率的因素 1、滑轮组轮与轴及轮与绳之间的摩擦 （减小摩擦可以减少额外功，提高机械效率） 2 、所提升的物重 （物重增加，机械效率也提高） 3、动滑轮的自重 （减少动滑轮的重力，机械效率也提高）如何提高机械效率如何提高机械效率 ？改进机械的结构，减小机械自重改进机械的结构，减小机械自重 减小机械间的摩擦力。减小机械间的摩擦力。例如：动滑轮太重，使滑轮组机械效率很低，例如：动滑轮太重，使滑轮组机械效率很低，换用较轻滑轮就可提高其机械效率。换用较轻滑轮就可提高其机械效率。例如：加强机械运动部位的润滑例如：加强机械运动部位的润滑.
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