1、 11.3 11.3 如何提高机械效率如何提高机械效率 九年级物理上册 教学目标教学目标 1、知道什么是有用功，额外功和总功。 2、知道什么叫机械效率，知道计算公式， 知道机械效率点小于1。 3、知道提高机械效率的意义和主要方法。 如何提高机械效率如何提高机械效率 机械功原理功原理告诉我们， 任何机械都不能省功。不仅如此， 人们还发现，使用机械时，对机 械所做的功并不都是有用的，其中有一些 是不得不做的额外功。 什么是有用功与额外功什么是有用功与额外功 （a a）用滑轮组提起重物）用滑轮组提起重物 有用功：有用功：克服重物重力所做的功。克服重物重力所做的功。 即：即：W W有 有 = = GG
2、h h G F 额外功（无用功）：额外功（无用功）：克服动滑轮和绳子克服动滑轮和绳子 重力所做的功，还有克服摩擦力所做的重力所做的功，还有克服摩擦力所做的 功。功。 什么是有用功与额外功什么是有用功与额外功 （b b）利用挖掘机搬运泥土）利用挖掘机搬运泥土 有用功有用功：克服泥土重力所做的功。：克服泥土重力所做的功。 即：即：W W有 有 = = GGh h。 额外功（无用功）：额外功（无用功）：克服抓斗和机臂重力所克服抓斗和机臂重力所 做的功，还有克服摩擦力所做的功。做的功，还有克服摩擦力所做的功。 什么是有用功与额外功什么是有用功与额外功 提水提水 事例事例 目的目的 有用功有用功 额外功
3、额外功 总功总功 1 1、用桶从井中提水、用桶从井中提水 2 2、水桶掉进井里要把、水桶掉进井里要把 桶捞起来桶捞起来 3 3、用书包把书背上楼、用书包把书背上楼 分析下列事例中的有用功、额外功、总功。不考虑绳重和摩擦。分析下列事例中的有用功、额外功、总功。不考虑绳重和摩擦。 捞桶捞桶 背书背书 G G水 水h h G G桶 桶h h G G书 书h h G G桶 桶h h G G水 水h h (G(G包 包+G +G人 人)h )h = = = W W总 总 + + = = W W总 总 + + = = W W总 总 + + 什么是有用功与额外功什么是有用功与额外功 1 1、有用功、有用功（
4、W W有用有用) ): :为达到我们目的而做的功；为达到我们目的而做的功； 2 2、额外功、额外功( W( W额外额外):):对我们没用但又不得不做的功；对我们没用但又不得不做的功； 3 3、总功、总功( W( W总总):):有用功与额外功的总和。有用功与额外功的总和。 分析利用机械做功时的分析利用机械做功时的有用功、额外功、总功。有用功、额外功、总功。 功功 F F 钩码钩码 沙沙 F F 木箱木箱 F F 木块木块 目的目的 W W有用 有用 W W总 总 W W额外 额外 提钩码提钩码 提沙提沙 提木箱提木箱 拉木块拉木块 G G码 码h h G G沙 沙h h G G箱 箱h h f
5、Sf S木 木 FsFs FsFs FLFL FsFs 的原因的原因 克服杠杆克服杠杆 重和摩擦重和摩擦 克服动滑轮重、克服动滑轮重、 桶重和摩擦桶重和摩擦 克服摩擦克服摩擦 fLfL 克服绳子和轴间摩克服绳子和轴间摩 擦擦 从表中你发现从表中你发现W W有用 有用和 和W W总 总的计算有什么规律？ 的计算有什么规律？ 什么是有用功与额外功什么是有用功与额外功 什么是有用功与额外功什么是有用功与额外功 如果我把这个比例叫做机械效率，那么机械如果我把这个比例叫做机械效率，那么机械 效率等于什么？效率等于什么？ 表达式：表达式： 机械效率机械效率 有用功有用功 总功总功 机械效率：机械效率：有用
6、功跟总功的比值有用功跟总功的比值 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。 什么是机械效率什么是机械效率 什么是机械效率什么是机械效率 思考：思考： 1 1、机械效率的单位是什么？、机械效率的单位是什么？ 2 2、机械效率能不能等于、机械效率能不能等于1 1？ 3 3、机械效率低，则说明这机械做功少，对吗？机械效率低，则说明这机械做功少，对吗？ 答：机械效率是一个比值，没有单位答：机械效率是一个比值，没有单位 答：不能。因为使用机械总有额外功答：不能。因为使用机械总有额外功 答：不对答：不对 。说明。说明有用功在总功中
7、所占的有用功在总功中所占的 比例小。比例小。 1 1、功率是指物体在单位时间内所做的功，即、功率是指物体在单位时间内所做的功，即 功率是表示功率是表示做功快慢做功快慢的物理量的物理量。 2 2、有用功在总功中所占的、有用功在总功中所占的比例比例叫机械效率叫机械效率 3 3、功率和机械效率是描述机械的两种不同性、功率和机械效率是描述机械的两种不同性 能，两者间能，两者间没有必然联系没有必然联系。 什么是机械效率什么是机械效率 什么是机械效率什么是机械效率 测算滑轮组的机械效率 例例1 1：通过一动滑轮用通过一动滑轮用50 50 牛的拉力提起重为牛的拉力提起重为8080牛的重牛的重 物，使重物提高
8、物，使重物提高2 2米。（米。（1 1）拉力做多少功？（）拉力做多少功？（2 2）如）如 用手直接提起做功多少？用手直接提起做功多少？ W W手提 手提=Gh=80N =Gh=80N2m=160J2m=160J W W拉力 拉力=Fs=50N =Fs=50N4m=200J4m=200J 机械效率呢？机械效率呢？ F 绳子自由端通过的距离绳子自由端通过的距离 s=2h=2s=2h=22m=4m2m=4m 解： 80% 例题讲解 解：解：W =F sW =F s =100N=100N4m4m =400J=400J 答：这个人做了答：这个人做了400J400J的功。的功。 如果要求有用功，则要知什么
9、？如果要求有用功，则要知什么？ 假设木箱重假设木箱重150N150N，则有用功和机械效率各是多少？，则有用功和机械效率各是多少？ 例题讲解 例例2 2：某人用某人用F=100NF=100N的力把木箱从斜面底端沿的力把木箱从斜面底端沿 斜面推到斜面推到2m2m高处，斜面长高处，斜面长4m4m，如图所示。这，如图所示。这 个人做了多少功？个人做了多少功？ 机械效率40%50% 机械效率 50%70% 机械效率 60%80% 常见机械的机械效率 有用功:有利用价值的功. 总 功:动力对机械做的功. 额外功:对人们没有利用价值而又不得不做的功. 定 义：有用功跟总功的比值. 一、三功一、三功 二、机械
10、效率（二、机械效率（ ） 额外有用总 WWW 三功的关系三功的关系 1.1. 课堂小结 表达式：表达式： （1 1）有用功越多有用功越多，机械效率越高机械效率越高（ ） （2 2）额外功越少额外功越少，机械效率越高机械效率越高（ ） （3 3）物体做功越慢物体做功越慢，机械效率越低机械效率越低（ ） （4 4）做总功越多做总功越多，机械效率越低机械效率越低（ ） （5 5）做相同的有用功，额外功越少，机械效率越高（）做相同的有用功，额外功越少，机械效率越高（ ） （6 6）做相同的总功时，有用功越多，机械效率越高（）做相同的总功时，有用功越多，机械效率越高（ ） （7 7）利用现代科学技术，机
11、械效率可以等于）利用现代科学技术，机械效率可以等于1 1 （ ） （8 8）有用功在总功中占的比例越大，机械效率越高（）有用功在总功中占的比例越大，机械效率越高（ ） 1 1、判断：下面说法中是否正确、判断：下面说法中是否正确 课堂练习课堂练习 2、如图所示，用滑轮组把重为270N的货物匀速 提到1m高的楼上，所用拉力100N，则有用功、总 功和滑轮组的机械效率分别是多少？ 解： W有用=F物h=G物h=270N1 1m=270J 起重机匀速提升重物所用的力F物 等于物体所受的重力G物 G物 F物 W总=FS=Fnh=100N3 31 1m=300J W有用 270J = = W总 %= 30
12、0J %=90% S h 课堂练习课堂练习 滑轮组机械效率计算 3、用如图的滑轮组水平地拉动物体已知物重为1000N，物 体与地面间的摩擦力是240N，当绳端的拉力是100N物体移动 了4m时。 求：有用功、总功和滑轮组的机械效率分别是多少？ 解： F物 f=100N 起重机匀速拉动重物所用起重机匀速拉动重物所用 的力的力F F物 物等于 等于物体所受的摩物体所受的摩 擦力擦力f f W有用=F物S物=fS物=240N4 4m=960J W总=FS绳=F nS物=100N3 34 4m=1200J W有用 960J = W总 %= 1200J %=80% S绳 S物 滑轮组机械效率计算 课堂练习课堂练习 4、如图所示，斜面高为1m，长为3m，工人用400N 沿斜面方向的力将重为840N的箱子推到车上,求： （1）在这过程中推力做的有用功； （2）在这过程中推力做的总功； （3）斜面的机械效率。 解： G G物 物 F物 物 工人匀速提升重物所用的力工人匀速提升重物所用的力F F物 物 等于等于物体所受的重力物体所受的重力G G物 物 W有用=F物S物=G物h=840N1 1m=840J W总=FS=FL=400N3 3m=1200J F拉 拉 W有用 840J = W总 %= 1200J %=70% h L L 课堂练习课堂练习 斜面机械效率的计算：
