1、第五节探究使用机械是否省功第九章机械和功 有的省力有的省力有的省距离有的省距离？同时同时一、探究使用机械是否省功1.明确实验目的比较比较直接提升直接提升和和用动滑轮用动滑轮时所做的功时所做的功一、探究使用机械是否省功2.设计实验两次提升两次提升同一物体同一物体，且提升，且提升相同相同高度。高度。实验注意事项：匀速竖直匀速竖直提升物体提升物体 测量距离要记录始、测量距离要记录始、末位置的刻度末位置的刻度一、探究使用机械是否省功3.实验数据记录表格使用机械_省功。不能力F/N移动距离s/m力做的功W/JF=G=2h=0.1W1=Gh=0.2JF=1.2s=0.2W2=Fs=0.24J由实验结果可知
2、，W2 W1.一、探究使用机械是否省功使用动滑轮提升物体为什么多做了功？提升提升动滑轮动滑轮做功和做功和克服动滑轮上的克服动滑轮上的摩擦摩擦做功。做功。一、探究使用机械是否省功4.结论：使用任何机械都_省功。不能n“等功等功”理想状态理想状态 n 无额外功无额外功 W W有用有用=W=W总总 =1=1n“费功费功”实际情况实际情况 n 有额外功有额外功 W W有用有用 W W总总 11使用任何机械都使用任何机械都不能省功不能省功二、机械效率_功功_ _功功_ _功功1.1.有用功：直接有用功：直接对对物体物体所所做的做的功。功。W有用有用+W额外额外2.2.额外功：不可额外功：不可避免的对避免
3、的对动滑轮动滑轮本身本身 和和克服摩擦克服摩擦等等因素因素做的功。做的功。3.3.总功总功：有用功有用功和和额外功额外功的的总和。总和。W总总_有用有用额外额外总总有用功：对有用功：对_做的功做的功额外功：额外功：对对_做的功做的功_功：人做的功功：人做的功竖直使用滑轮组提升重物时，有用功为竖直使用滑轮组提升重物时，有用功为G物物h，水平使用滑轮组时，怎样求有用功呢？水平使用滑轮组时，怎样求有用功呢？FaFW有用有用=G物物hW有用有用=fLW总总=FSW总总=FS我们希望在总功中有用功所占的比例越大越好.有用功的比例大，说明机械的工作效率高.我们用有用功跟总功的比值来描述机械的这种特性，称之
4、为机械效率.W有用W总4.机械效率（）表示为 有用功是总功的一部分，所以W有用W总。二、机械效率 W有用W有用+W额外 1 1，无单位无单位用百分数形式表示用百分数形式表示练习1：用一个动滑轮,将200N的钩码匀速提升2m高，拉力F为120N，此动滑轮的机械效率是多少？解：W有用=Gh=200N2m=400J W总=Fs=120N4m=480J =W有用/W总 =400J/480J =83.3%练习2：一台起重机将重3600 N的货物提高4 m.如果额外功是9600 J，起重机做的有用功是多少？总功是多少？机械效率是多少？解:W有用=Gh=3600 N4 m=14400 J=1.44104 J
5、；W总=W有用+W额外=14400 J+9600 J=2.4104 J=W有用/W总=1.44104 J/2.4104 J=60%功率：表示做功的快慢机械效率：有用功在总功中所占的百分比是两个完全不同的物理量功率大的机械不一定效率高，两者之间没有因果关系机械效率和功率：5.5.说明：说明：机械效率是反映机械做功性能好坏的物理量，与机械效率是反映机械做功性能好坏的物理量，与是否省是否省力、做功多少、功率大小、提升高度力、做功多少、功率大小、提升高度无关。无关。机械效率由机械自身因素（自重和摩擦）和做功现象机械效率由机械自身因素（自重和摩擦）和做功现象（被提升的重物）决定的，机械效率越高，机械性能
6、越好。（被提升的重物）决定的，机械效率越高，机械性能越好。满负荷工作、超负荷工作、工作量不足。满负荷工作、超负荷工作、工作量不足。练习：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（）；（2）额外功越少，机械效率越高（）；（3）物体做功越慢，机械效率越低（）；（4）做总功越多，机械效率越高（）；（5）做相同的有用功，额外功越少，机械效率越高（）；（6）做相同的总功时，有用功越多，机械效率越高（）；（7）机械效率越高，越省力（）。改进机械的结构，减小机械自重 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，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。
7、三、提高机械效率的方法三、提高机械效率的方法由机械效率的公式 W有用W有用+W额外 W有用W总可以看出，提高机械效率的方法有两种：在有用功一定的情况下，尽量减小额外功.如减轻动滑轮和绳子的重力、加润滑油减小摩擦等.在额外功一定的情况下，增大有用功.如在机械所能承受的范围内，增加被提升物体的重力等.四、斜面根据上图我们可以看出：斜面也是一种省力机械.斜面是一个与水平面成一定夹角的平面，是简单机械的一种.四、斜面斜面的应用螺旋特殊的斜面螺旋可以看作是绕在圆柱上的斜面.饮料瓶瓶盖、木螺丝、螺杆、螺母等都是利用螺旋的装置.四、斜面盘山公路盘山公路F有用功总功公式拓展：在空气中提升重物nFGnhFGhFshGWW总有用动动额外有用有用总有用GGGhGhGhGWWWWW若不计绳重及轴的摩擦，进一步有：有用功F总功nFfnLFfLFsfLWW总有用公式拓展：水平使用滑轮组 课堂小结1.大量实验表明：使用任何机械都不能省功。大量实验表明：使用任何机械都不能省功。2.有用功有用功（W有用有用）：对物体所做的功（目的）。对物体所做的功（目的）。额外功额外功（W额外额外）：不可避免的对机械本身和克服摩擦做的功。不可避免的对机械本身和克服摩擦做的功。总功总功（W总总）：W总总W有用有用W额外额外。3.3.机械效率：有用功与总功的比值。机械效率：有用功与总功的比值。W有用W总 GhFs
