1、 机械效率（机械效率（1 1）知知 识识 回回 顾顾1 1、什么是功？、什么是功？2 2、功的计算式是什么？、功的计算式是什么？3 3、你如何理解功的原理？、你如何理解功的原理？学习目标学习目标 1、知道有用功、额外功、总功的含义以及他们之间的关系 2、能结合实例认识什么事有用功、额外功、总功 3、理解机械效率的概念,知道机械效率小于1及没有单位的原因 4、会利用机械效率公式进行有关计算 5、会自行设计实验方案探究滑轮组的机械效率与那些因素有关 6、会求斜面等简单机械的效率 把重物把重物G提高提高h米！可以用力米！可以用力F直接对直接对它做功；也可以利用动滑轮对它做功。它做功；也可以利用动滑轮
2、对它做功。这两种方法这两种方法做功相等吗？做功相等吗？hh 那我们为什么还那我们为什么还要使用动滑轮呢？要使用动滑轮呢？用动滑轮可以省力！用动滑轮可以省力！用动滑轮用动滑轮做功做功多！做功做功多！GGGG物理量G/Nh/mF/Ns/mW手对木材W手对机械123用力直接对物体做功和用机械对物体做功相等吗？用力直接对物体做功和用机械对物体做功相等吗？议一议：为什么使用动滑轮后还要多做功？议一议：为什么使用动滑轮后还要多做功？机械的三种功机械的三种功要提升要提升G，同时，同时必须将动滑轮也必须将动滑轮也提升。这时要克提升。这时要克服滑轮重和摩擦服滑轮重和摩擦额外做功，否则额外做功，否则你不能完成任务
3、。你不能完成任务。对滑轮做的功、对滑轮做的功、克服摩擦做的功克服摩擦做的功叫叫额外功额外功。提升重物提升重物G是目的，对是目的，对重物做的功重物做的功叫叫有用功有用功！动力动力F做的功，做的功，包括对重物做的包括对重物做的功和对动滑轮做功和对动滑轮做的功叫的功叫总功总功一、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 （竖直方向提升物体）2、额外功（W额）：对人们没用但又不对人们没用但又不 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
4、 W额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你会选哪种方法呢？你会选哪种方法呢？?想想议议想想议议123123对沙子做功对沙子做功对桶做功对桶做功对自己做功对自己做功对沙子做功对沙子做
5、功对桶做功对桶做功对滑轮做功对滑轮做功对沙子做功对沙子做功对口袋做功对口袋做功对滑轮做功对滑轮做功请计算出有用功、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？123123对沙子做功对沙子做功对桶做功对桶做功对自己做功对自己做功对沙子做功对沙子做功对桶做功对桶做功对滑轮做功对滑轮做功对沙子做功对沙子做功对口袋做功对口袋做功对滑轮做功对滑轮做功600J2520J600J180J600J90J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。3120J780J690J123123对沙子做功对沙子做功对桶做功对桶做功对自己做功对自己做功对
6、沙子做功对沙子做功对桶做功对桶做功对滑轮做功对滑轮做功对沙子做功对沙子做功对口袋做功对口袋做功对滑轮做功对滑轮做功600J2520J600J180J600J90J3120J780J690J19%76%86%二、二、机机 械械 效效 率率1.定义：有用功与总功的比值叫机械效率定义：有用功与总功的比值叫机械效率.总有WW2.公式公式:没有！因为有用功总小于总功，所以没有！因为有用功总小于总功，所以 机械效率总小于机械效率总小于1 讨论：讨论：有没有机械效率为有没有机械效率为100%100%的机械？为什么？的机械？为什么？1 1、常用百分数表示常用百分数表示2、总总是是小于小于100%100%3 3
7、、没有单位没有单位 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
8、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，机械效率越高（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（）如图所示：用如图所示：用80N80N的拉力的拉力,将将180N180N的物体的物体匀速举高匀速举高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)=
9、?(4)=?(5)G (5)G动动=?=?GF.例题例题1：F.如图所示：若物重如图所示：若物重500N，摩擦，摩擦阻力为重力的阻力为重力的0.2倍，在倍，在120N的拉力的拉力作用下物体以作用下物体以0.2m/s的速度匀速运动的速度匀速运动5s，求：，求：1、有用功、有用功 2、总功、总功、3、机械效率、机械效率例题例题2：知识小结知识小结一、机械的三种功：一、机械的三种功：有用功有用功对人们有用的功对人们有用的功 总功总功动力对机械所做的功动力对机械所做的功 额外功额外功对人们无用而又不得不做的功对人们无用而又不得不做的功额外有用总WWW二、机械效率：二、机械效率：1、定义：有用功与总功的
10、比值。、定义：有用功与总功的比值。3、公式理解：、公式理解：%100总有用WW2、公式：、公式：1、常用百分数表示常用百分数表示 2 2、小于小于100%100%3 3、没有单位没有单位 测滑轮组的机械效率测滑轮组的机械效率实验探究：实验探究：【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。4分析得出提高滑轮组机械效率的方法。分析得出提高滑轮组机械效率的方法。【实验原理】%100sG%100FhWW总有用刻度尺、钩码、弹簧测力计、滑轮组两个、铁架台、长约2m的细绳。（1）货物对
11、水平地面的压强多大？功是 ；2、额外功（W额）：对人们没用但又不 得不做的功。(4)=?2、机械效率的计算方法：（2）工人所用的拉力和物体与斜面的摩擦力。（3）、W额=W总W有（4）、W额=W总（1 ）这时要克服滑轮重和摩擦额外做功，否则你不能完成任务。例如：加强机械运动部位的润滑.W有Gh （竖直方向提升物体）（3）、W额=W总W有用动滑轮做功做功多！1、常用百分数表示4、汽车、起重机、抽水机等机械做功时，一般消耗功率、输入功率、额定功率都是指总功率，输出功率、实际功率指有用功率。5、会自行设计实验方案探究滑轮组的机械效率与那些因素有关（4）、W额=W总（1 ）3分析得出影响滑轮组机械效率的
12、因素。也可以利用动滑轮对它做功。抽水机：60%80%2、额外功（W额）：对人们没用但又不 得不做的功。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、钩码、弹簧测力计测力计、滑轮、滑轮组两个、铁架台、长约组两个、铁架台、长约2m的细绳。的细绳。实验器材：%100sG%100FhWW总有用拉力拉力F钩码重钩码重G钩码上升的高度钩码上升的高度h 拉力通过的距离拉力通过的距离s你组装成的滑轮组！你组装成的滑轮组！1、常用百分数表示2、在图中用笔画线代替细绳组装滑轮组。1、比较两次两种滑轮组有什么不同？机械效率有何差异？
13、3、总功（W总）：有用功与额外功的总和。5、会自行设计实验方案探究滑轮组的机械效率与那些因素有关(5)G动=?（2）、W额=fL(斜面提升物体做功）（1）货物对水平地面的压强多大？对滑轮做的功、克服摩擦做的功叫额外功。5、会自行设计实验方案探究滑轮组的机械效率与那些因素有关弹簧测力计移动的距离s/cm7机械效率越高，越省力（）2学习测滑轮组的机械效率。如果桶掉到井里，从井里捞桶时，捞上来把重物G提高h米！例题3：一辆汽车不小心开进了泥潭中，司机取来一套滑轮组欲将汽车从泥潭中拉出，如下图所示。二、如何分辨哪些是有用功、哪些是总功？再安装另外的滑轮组，再重复上面的实验。用力直接对物体做功和用机械对
14、物体做功相等吗？匀速竖直拉动弹簧测力计，使钩码G上升，读出弹簧测力计所示拉力F的值，从刻度尺读出钩码升高的距离h和弹簧测力计移动的距离S，记录数据在表格中。，额外功是 ，总对滑轮做的功、克服摩擦做的功叫额外功。实验步骤：照图，把滑轮组和刻度尺安装好，测出钩码照图，把滑轮组和刻度尺安装好，测出钩码G的的值，并记录表中。值，并记录表中。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，记录数据在表格中。数据在表
15、格中。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。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。钩码重G/N224钩码上升高度h/m0.10.10.1有用功W有/J0.20.20.4拉力F/N0.80.61绳端移动距离S/m0.30.50.5总功W总/J0.240.30.5机械效率83.3%66.7%80%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
16、及轮与绳之间的摩擦 2、动滑轮的自重 3、所提升的物重 4、机械效率与省力多少无关、与功率大小无关、与重物被提升的高度无关！请你思考100%总有WW%100FSGh%100FnhGh%100nFG提高机械效率提高机械效率 的方法的方法2、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 1、减小机械间的摩擦力。减小机械间的摩擦力。请你思考例如：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.3 3、增加物重增加物重。机械效率的综合计算机械效
17、率的综合计算1、总功的计算方法：、总功的计算方法：一、基本公式及推导：一、基本公式及推导：（1）、）、W W总总=Fs=FsS=nhS=nh（坚直方向）（坚直方向）S=nSS=nS物物（水平方向）（水平方向）F=(GF=(G物物+G+G动动)1n1、常用百分数表示2、机械效率的计算方法：3、额外功的计算方法：（3）若动滑轮重G动=300N（不计绳重和摩擦），工人所用的拉力为多大？工人所做的功为多少？滑轮组的机械效率多大？请计算出有用功、额外功和总功分别是多少？定义：有用功与总功的比值叫机械效率.例如：加强机械运动部位的润滑.5、会自行设计实验方案探究滑轮组的机械效率与那些因素有关3、总功（W总
18、）：有用功与额外功的总和。如图所示：若物重500N，摩擦阻力为重力的0.2、小于100%例题3：一辆汽车不小心开进了泥潭中，司机取来一套滑轮组欲将汽车从泥潭中拉出，如下图所示。2、有用功的计算方法：例题2：如图1甲所示，重为900N的货物，放在水平地面上，与地面的接触面积为0.例题3：一辆汽车不小心开进了泥潭中，司机取来一套滑轮组欲将汽车从泥潭中拉出，如下图所示。4、三者关系：W总 W有 W额对滑轮做的功、克服摩擦做的功叫额外功。刻度尺、钩码、弹簧测力计、滑轮组两个、铁架台、长约2m的细绳。用动滑轮做功做功多！1、减小机械间的摩擦力。定义：有用功与总功的比值叫机械效率.3物体做功越慢，机械效率
19、越低（）（3）、）、W W总总=P=P总总t t2、有用功的计算方法：、有用功的计算方法：（1）、）、W W有有=G=G物物h h(坚直方向提升物体做功）坚直方向提升物体做功）（2）、）、W W有有=fs=fs物物(水平方向拉动物体做功）水平方向拉动物体做功）（2）、）、W W总总=W=W有有+W+W额额S S物物=S=S1nS S物物=V=V物物t tf f-摩擦力摩擦力（4）、）、有总WW（3）、）、W W有有=W=W总总W W额额（4）、）、W W有有=P=P有有t t（5）、）、W W有有=W=W总总3、额外功的计算方法：、额外功的计算方法：（1）、）、W W额额=G=G动动h h(滑
20、轮组坚直方向提升物体做功）滑轮组坚直方向提升物体做功）（2）、）、W W额额=f fL L(斜面提升物体做功）斜面提升物体做功）（3）、）、W W额额=W=W总总W W有有2、机械效率的计算方法：、机械效率的计算方法：（1）、）、100%总有WW（3）、）、100%额有有WWW（4）、）、W W额额=W=W总总（1 1 ）（2）、）、100%nFG物（4）、）、100%动物物GGG（5）、）、100%总有PP（6）、）、100%实际理想FF二、如何分辨哪些是有用功、哪些是总功？二、如何分辨哪些是有用功、哪些是总功？2 2、在利用滑轮组拉动物体做功时，滑轮组的、在利用滑轮组拉动物体做功时，滑轮组
21、的挂钩克服物体与水平面的摩擦力做的功是有用挂钩克服物体与水平面的摩擦力做的功是有用功，可用功，可用W有有=fs物物来计算；绳子自由端的拉力来计算；绳子自由端的拉力所做的功是总功，可用所做的功是总功，可用W总总=Fs来计算。来计算。其中其中s=ns物物、s物物=v物物t 、V绳绳=nV物物 1 1、在利用滑轮组提升重物时，滑轮组的挂钩、在利用滑轮组提升重物时，滑轮组的挂钩对重物做的功是有用功，可用对重物做的功是有用功，可用W有有=G物物h来计算；来计算；绳子自由端的拉力所做的功是总功，绳子自由端的拉力所做的功是总功，可用可用W总总=Fs来计算。其中来计算。其中s=nh h=V物物t V绳绳=nV
22、物物3 3、起重机、抽水机克服物重所做的功是有用、起重机、抽水机克服物重所做的功是有用功，可用功，可用W有有=Gh来计算。汽车匀速行驶时，来计算。汽车匀速行驶时，克服地面和空气阻力所做的功是有用功，可用克服地面和空气阻力所做的功是有用功，可用W有有=fs来计算。来计算。4 4、汽车、起重机、抽水机等机械做功时，一、汽车、起重机、抽水机等机械做功时，一般消耗功率、输入功率、额定功率都是指总功般消耗功率、输入功率、额定功率都是指总功率，输出功率、实际功率指有用功率。率，输出功率、实际功率指有用功率。例题例题1 1：如图：如图:用滑轮组，把重用滑轮组，把重100N100N的物体匀速提高的物体匀速提高
23、3m3m，作用在绳子自，作用在绳子自由端的拉力为由端的拉力为60N60N，求：（，求：（1 1）滑轮）滑轮组的机械效率；（组的机械效率；（2 2）若用该动滑）若用该动滑轮来提升重为轮来提升重为180N180N的物体时，作用的物体时，作用在绳子自由端的拉力为多大？此时，在绳子自由端的拉力为多大？此时，滑轮组的机械效率是多少？（不计滑轮组的机械效率是多少？（不计绳重及摩擦）绳重及摩擦）FG三、典型例题三、典型例题例题例题2 2：如图：如图1 1甲所示，重为甲所示，重为900N900N的的货物，放在水平地面上，与地面的货物，放在水平地面上，与地面的接触面积为接触面积为0.5m0.5m2 2（1 1）
24、货物对水平地面的压强多大？）货物对水平地面的压强多大？（2 2）如图）如图1 1乙，一工人用滑轮组提乙，一工人用滑轮组提升货物。升货物。10s10s内货物匀速上升了内货物匀速上升了3m3m，则工人拉绳子的速度为多大？则工人拉绳子的速度为多大？（3 3）若动滑轮重）若动滑轮重G G动动=300N=300N（不计绳（不计绳重和摩擦），工人所用的拉力为多重和摩擦），工人所用的拉力为多大？工人所做的功为多少？滑轮组大？工人所做的功为多少？滑轮组的机械效率多大？的机械效率多大？（4 4）若用该装置提起）若用该装置提起1200N1200N的货物，的货物，那么货物上升那么货物上升3m3m，工人所做的功是，工
25、人所做的功是多少？多少？图图1 1甲乙例题例题3 3：一辆汽车不小心开进了泥潭中，司机取：一辆汽车不小心开进了泥潭中，司机取来一套滑轮组欲将汽车从泥潭中拉出，如下图所来一套滑轮组欲将汽车从泥潭中拉出，如下图所示。若车重为示。若车重为8 8104N104N，汽车受到的阻力为车重，汽车受到的阻力为车重的的0.030.03倍，滑轮组的机械效率为倍，滑轮组的机械效率为8080，问：（，问：（1 1）该司机至少需用多大的力才能将汽车从泥潭中拉该司机至少需用多大的力才能将汽车从泥潭中拉出？（出？（2 2）若拉动汽车时，汽车前进的速度为）若拉动汽车时，汽车前进的速度为0.1m/s0.1m/s，则司机做功的功
26、率是多少？，则司机做功的功率是多少？用动滑轮做功做功多！3分析得出影响滑轮组机械效率的因素。W有Gh （竖直方向提升物体）1、有用功（W有）：对人们有用的功。例题3：一辆汽车不小心开进了泥潭中，司机取来一套滑轮组欲将汽车从泥潭中拉出，如下图所示。若车重为8104N，汽车受到的阻力为车重的0.5做相同的有用功，额外功越少，机械效率越高（）4、三者关系：W总 W有 W额W有Gh （竖直方向提升物体）4、三者关系：W总 W有 W额（3）、W有=W总W额（1）、W额=G动h(滑轮组坚直方向提升物体做功）1、有用功再安装另外的滑轮组，再重复上面的实验。2学习测滑轮组的机械效率。那我们为什么还要使用动滑轮
27、呢？（4）、W额=W总（1 ）2、改进机械的结构，减小机械自重2、改进机械的结构，减小机械自重6做相同的总功时，有用功越多，机械效率越高（）有没有机械效率为100%的机械？为什么？弹簧测力计移动的距离s/cm例题例题4 4：如图所示，斜面长：如图所示，斜面长10m10m，高，高2m2m，工人，工人要沿斜面把重要沿斜面把重1500N1500N的物体匀速拉到斜面顶的物体匀速拉到斜面顶端，若斜面的机械效率为端，若斜面的机械效率为75%75%，求：（，求：（1 1）工）工人做的有用功、总功、和额外功；（人做的有用功、总功、和额外功；（2 2）工）工人所用的拉力和物体与斜面的摩擦力。人所用的拉力和物体与
28、斜面的摩擦力。F2m例题例题5 5：在：在“测滑轮组机械效率测滑轮组机械效率”的实验中，用同一的实验中，用同一滑轮组进行了两次实验，实验数据如下表所示。滑轮组进行了两次实验，实验数据如下表所示。次数次数 钩码重钩码重G/NG/N钩码上升的钩码上升的高度高度h/cm弹簧测力弹簧测力计的示数计的示数F/N弹簧测力计弹簧测力计移动的距离移动的距离s/cm1 12 25 50.60.625252 24 48 81.11.1G1 1、在表格的空格处，填上合适的数据。、在表格的空格处，填上合适的数据。2 2、在图中用笔画线代替细绳组装滑轮组。、在图中用笔画线代替细绳组装滑轮组。3 3、第、第1 1次实验测得滑轮组的机械效率为次实验测得滑轮组的机械效率为 _ _。4 4、如果将重为、如果将重为3N3N的钩码挂在同一滑轮组的钩码挂在同一滑轮组下，根据题中已有的信息可以估算出这时下，根据题中已有的信息可以估算出这时滑轮组的机械效率值应在滑轮组的机械效率值应在_范围内。范围内。
