1、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/m W手对木材W手对机械11003726215031006320031256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？有用功：直接提升物体所做的功。有用功：
2、直接提升物体所做的功。（有利用价值的功）（有利用价值的功）额外功：克服机械重力、摩擦额外功：克服机械重力、摩擦 力做的功。（我们不力做的功。（我们不 需要却不得不做的功）需要却不得不做的功）总总 功：手对机械所做的功。功：手对机械所做的功。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
3、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l 1、有用功（W有）：对人们有用的功。对人们有用的功。l 计算：计算：W有Gh提升物体；W有fS物水平移动l 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。l 计算：计算：W额G动h提升物体，且不计摩擦与绳重；l W额 fL斜面l 3、总功（W总）：有用功与额外功的总和（运用机械时动有用功与额外功的总和（运用机械时动力力F所做的功）。所做的功）。l 计算：计算：W总FS滑轮组F=(G+G动)/n S=nh；l W总 FL斜面l 4、三者关系：W总
4、W有 W额你会选哪种方法呢？你会选哪种方法呢？应用应用分析分析人提沙子做功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
5、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？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
6、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？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（）例例1、利用
7、如图所示的滑轮组，在、利用如图所示的滑轮组，在F=80NF=80N的拉力作的拉力作用下用下,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、，绳重、摩擦不计。求摩擦不计。求:（1 1）W W总总=？（？（2 2）W W有用有用=？(3)W(3)W额外额外=?(4)=?(5)G=?(4)=?(5)G动动=?=?GF.答案答案:(1)W总总=240J;(2)W有用有用=180J;(3)W额外额外=60J;(4)=75;(5)G G动动=60N=60N。例例2、小明用、小明用100N的力沿竖直方向的力沿竖直方向将杠杆的一端拉下将杠杆的一端拉下2m，杠杆的另一，杠杆的另
8、一端将端将320N的重物提高了的重物提高了0.5m，他做的有用功是多少？他做的有用功是多少？总功是多少？总功是多少？杠杆的机械效率是多少？杠杆的机械效率是多少？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.三、影响滑轮组机械效率的因素l1、滑轮组轮与轴及轮与绳之间的摩擦l（减小摩擦可以减少额外功，提高机械效率）
9、l2、所提升的物重l（物重增加，机械效率也提高）探究滑轮组的机械效率探究滑轮组的机械效率活动【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学习计算滑轮组的机械效率学习计算滑轮组的机械效率讨论：讨论：为得出滑轮组、斜面滑轮组、斜面的机械效率，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、钩码、弹簧秤、滑轮组两个、铁架台、长约2m的细绳、斜面实验器材：思考：若没有刻度尺能否测出滑轮组的机械 效率？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钩码上升的高度（
10、h）细绳自由端通过细绳自由端通过的距离（的距离（s s）匀速拉动弹簧秤使钩码升高到某一位置处，匀速拉动弹簧秤使钩码升高到某一位置处，从弹簧秤读出拉力从弹簧秤读出拉力F的数值的数值 实验步骤：1.照图，把滑轮组和刻度尺安装好，从刻度尺读出钩码照图，把滑轮组和刻度尺安装好，从刻度尺读出钩码和弹簧测力计和弹簧测力计 的位置；测出钩码的位置；测出钩码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，读出弹簧上升，读出弹簧测力计所示拉力测力计所示拉力F的值的值，从刻度尺读出钩码升高的距，从刻度尺读出钩码升高的距离离h和弹簧测力计移动的距离和弹簧
11、测力计移动的距离S，记录数据在表格中。，记录数据在表格中。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.再安装另一滑轮组，重复再做一次。再安装另一滑轮组，重复再做一次。5.比较两次两种滑轮组有什么不同？机械效率的差异？比较两次两种滑轮组有什么不同？机械效率的差异？6.换成斜面再做一次。换成斜面再做一次。四、探究滑轮组的机械效率l 1、测量器材：刻度尺、弹簧测力计、测量器材：刻度尺、弹簧测力计l 2、原理：、原理：l 3、测量的物理量：、测量的物理量：物重物重G、物体上升高度物体上升高度h、l 拉力拉力F、拉力移动的距离拉力移动的距离Sl 4、测量过
12、程中注意：应在、测量过程中注意：应在竖直竖直方向上方向上匀速匀速拉动拉动l 5、讨论、讨论：l a、其他不变，若绕绳方向变化，、其他不变，若绕绳方向变化，则则不变；不变；l b、物重不变，若动滑轮个数增加，则、物重不变，若动滑轮个数增加，则减小；减小；l c、装置不变，若物重增加，则、装置不变，若物重增加，则增加。增加。%100总有用WW再探：再探：斜面的机械效率与斜面的斜面的机械效率与斜面的 倾角的关系倾角的关系斜面的倾角可调节斜面的倾角可调节探究：探究：斜面的机械效率与斜面的倾角的关系斜面的机械效率与斜面的倾角的关系你认为要测量哪你认为要测量哪些物理量？实验些物理量？实验中要注意什么问中要注意什么问题？运用了什么题？运用了什么研究方法？研究方法？五、补充：求滑轮组绳端拉力F的方法l 1 1、不计绳重与摩擦：、不计绳重与摩擦：F=F=（G+GG+G动动）/n/nl 2 2、无任何条件：、无任何条件：nGFFnGWWsFWFsGhJ2160m18N120总有总
