1、五、机械效率五、机械效率1通过探究动滑轮，知道有用功、总功、额外功及它们之间的关系。2理解机械效率的概念。知道机械效率的计算公式，会计算某种简单机械的机械效率。3知道机械效率的物理意义，知道实际的机械效率不可能是100%。4能设计实验，测定某种简单机械的机械效率。5知道提高机械效率的实际意义和方法，有合理改进机械、提高效率的意识，从而增强将科学服务于人类的责任感。【教学目标】活动：再探动滑轮步骤1：分别测出手对绳的拉力F，手移动的距离s，钩码所受的重力G和钩码上升的高度h。步骤2：改变钩码的数量，重复上面的实验。步骤3：设计表格，记录数据。思考：上面的实验中，手对绳子做的功等于动滑轮拉诟骂所做
2、的功吗？若不相等，哪一个大，为什么？实验数值实验数值G G 牛，牛，h h 米，米，F F 牛，牛，s s 米。米。弹簧秤的拉力（动力）对动滑轮做的功：弹簧秤的拉力（动力）对动滑轮做的功：WW动动F Fs s 提高重物，动滑轮克服阻力做的功：提高重物，动滑轮克服阻力做的功：WW阻阻GGh h 在用动滑轮提高重物的实验中，用来提高物体的功对我们是有用在用动滑轮提高重物的实验中，用来提高物体的功对我们是有用 的，是必须做的。的，是必须做的。1有用功（有用功（W有用有用）：利用机械工作时对人们有用的功叫有用功）：利用机械工作时对人们有用的功叫有用功 2.2.本实验中，用来克服摩擦做的功、把动滑轮提升
3、一定高度所做的功对我们没有本实验中，用来克服摩擦做的功、把动滑轮提升一定高度所做的功对我们没有用，但又不得不做的功，这种功叫额外功，记做（用，但又不得不做的功，这种功叫额外功，记做（W W额外额外）使用任何机械做额外功）使用任何机械做额外功是不可避免的。是不可避免的。3 3总功（总功（W W总总）：有用功与额外功的总和叫总功）：有用功与额外功的总和叫总功”根据以上实验，你能算出有用功在总功中占的百分比吗？根据以上实验，你能算出有用功在总功中占的百分比吗？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 1机械效率用百分数表示，没有单位机械效率用百分数表示，没有单位%1
4、00总有用WW4 4机械效率：有用功跟总功的比值叫机械效率机械效率：有用功跟总功的比值叫机械效率%100总功有用功机械效率某起重机的机械效率是某起重机的机械效率是70%70%，它表示什么意思？，它表示什么意思？答：使用起重机提升重物时所做的有用功跟总功的比值是答：使用起重机提升重物时所做的有用功跟总功的比值是70%70%，也，也可以说有用功在总功中占有可以说有用功在总功中占有70%70%，另，另3030做的是额外功。做的是额外功。5.如何提高机械效率：=W有/W总=W有/(W有W额)第一是减小额外功如保持良好的润滑，减小滑轮的轮与轴之间的摩擦，减小动滑轮重等方法都能减小额外功，提高机械效率。使
5、用杠杆、斜面等简单机械怎样减小额外功，应采取什么样的方法和措施？第二是增加有用功。当额外功不变时，有用功越大机械效率越高。以滑轮组提升重物为例，当动滑轮重和摩擦不变时，提起货物越重，效率越高；或以提水上楼为例，当水桶重不变时，桶中的水越重，效率越高。本章p.34例题中陈杰同学提水的效率，设水重 80 N，求有用功、总功和机械效率。n同一种机械在不同的条件下，机械效率可能不同，尽量在机械满载的情况下工作，这是提高机械效率的方法之一。6.怎样区分有用功和总功n动力（人或电动机）对机械所做的功是总功，机械对物体所做的功是有用功。或者说如果没有机械，直接用手移动物体所做的功是有用功。例如：在水力发电站
6、中，水从高处流下来带动发电机，水的重力所做的功Gh是总功，发电机发出的电能（电功）是有用功。n在电动抽水机把水提升某一高度时，抽水机消耗的电能在电动抽水机把水提升某一高度时，抽水机消耗的电能（电流所做的功）是总功，水势能的增加量（电流所做的功）是总功，水势能的增加量GhGh是有用功。是有用功。例题：用图例题：用图2 2所示所示滑轮组滑轮组把重把重600600牛的货物匀速提高牛的货物匀速提高2 2米，所用的拉米，所用的拉力是力是375375牛，求总功、有用功和这个滑轮组的机械效率。牛，求总功、有用功和这个滑轮组的机械效率。在涉及机械效率问题时，在涉及机械效率问题时，功的原理功的原理也是适用的。这
7、时动力所做的功也是适用的。这时动力所做的功等于机械克服阻力所做的功。使用机械时仍不省功，而且还要不可等于机械克服阻力所做的功。使用机械时仍不省功，而且还要不可避免地做额外功。避免地做额外功。正确理解有用功、额外功和总功：例：例：用轮轴（辘轳）从井中提水，加在轮上的动力做的功是用轮轴（辘轳）从井中提水，加在轮上的动力做的功是总功，它等于总功，它等于F F2R2Rn n，式中，式中F F为动力，为动力，R R为轮半径，为轮半径，n n为轮转过的圈为轮转过的圈数。水被提上来，对水做的功是有用功，它等于数。水被提上来，对水做的功是有用功，它等于G Gh h，式中，式中G G为水重，为水重，h h是提水
8、的高度。为了把水提上来，要用水桶，就要对水桶做功，是提水的高度。为了把水提上来，要用水桶，就要对水桶做功，使用轮轴还要克服摩擦力做功，这两部分功为了达到提水目的而不使用轮轴还要克服摩擦力做功，这两部分功为了达到提水目的而不得不额外做的无用功，所以叫额外功。得不额外做的无用功，所以叫额外功。如图如图8 82 2，例，如图例，如图8 83 3所示，用滑轮组拉动物体由所示，用滑轮组拉动物体由A A到到B B，物体前进了一段，物体前进了一段距离距离S S。要拉动物体，必须克服物体与支持面间的摩擦力，所以克。要拉动物体，必须克服物体与支持面间的摩擦力，所以克服支持面与物体间的摩擦力做的功，就是有用功。动
9、力服支持面与物体间的摩擦力做的功，就是有用功。动力F F（即拉力）（即拉力）做的功是总功。而克服绳与滑轮间的摩擦力做的功是额外功。做的功是总功。而克服绳与滑轮间的摩擦力做的功是额外功。通过以上两个实例请你考虑：有人说，有用功就是Gh（G是物重，h是物体升高的距离）。这种说法对吗？有人认为，只要是克服摩擦力做功，一定是无用功（额外功），这种认识错在哪里？练习用动力臂是阻力臂练习用动力臂是阻力臂4 4倍的杠杆将重倍的杠杆将重360360牛顿的货物抬高牛顿的货物抬高2020厘厘米，手向下压杠杆的力是米，手向下压杠杆的力是100100牛，手下降的高度是牛，手下降的高度是_厘米，人厘米，人做的总功是做的
10、总功是_焦，有用功是焦，有用功是_焦，这根杠杆的机械效率焦，这根杠杆的机械效率是是_。练习关于功率，下列说法中正确的是：（练习关于功率，下列说法中正确的是：（）A A，机器的功率越大，做的功就越多；，机器的功率越大，做的功就越多；B B，机械效率越大，机械的机械效率越大，机械的功率就越大；功率就越大；C C，功率表示做功的快慢程度；，功率表示做功的快慢程度；D D，使用省力的机械，可使用省力的机械，可以提高机械做功的功率。以提高机械做功的功率。练习分别用一个定滑轮和一个动滑轮将两个相同的重物提高相练习分别用一个定滑轮和一个动滑轮将两个相同的重物提高相同高度，则：（同高度，则：（）A A，定滑轮
11、的总功一定大于动滑轮的总功；，定滑轮的总功一定大于动滑轮的总功；B B，定滑轮的有用功一定大于动滑轮的有用功；定滑轮的有用功一定大于动滑轮的有用功；C C，定滑轮的有用功一定小于动滑轮的有用功；，定滑轮的有用功一定小于动滑轮的有用功；D D，定滑轮的有用功一定等于动滑轮的有用功。定滑轮的有用功一定等于动滑轮的有用功。实验：某同学在做测定滑轮组的机械效率实验中，按下面的步实验：某同学在做测定滑轮组的机械效率实验中，按下面的步骤操作：骤操作：(1)(1)，按图甲那样，将滑轮组安装好，记下钩码和弹簧秤的位按图甲那样，将滑轮组安装好，记下钩码和弹簧秤的位置。图中所挂钩码重置。图中所挂钩码重1 1牛。牛
12、。(2)(2)，匀速拉动弹簧秤使钩码匀速拉动弹簧秤使钩码G G升高，如图乙所示。从弹簧秤读升高，如图乙所示。从弹簧秤读出拉力出拉力F F的值是的值是0.50.5牛，钩码提升的高度牛，钩码提升的高度 和弹簧秤移动的距离和弹簧秤移动的距离S S可在可在图背景上的刻度线读出。请你将有关的图背景上的刻度线读出。请你将有关的 实验数据填入下表并算出机械效率实验数据填入下表并算出机械效率。G（牛）牛）H（米）（米）W有用有用（焦）（焦）F（牛）（牛）S（米）（米）W总总（焦）（焦）（%）探究探究 探究斜面机械效率与斜面倾斜程度的关系，探究的前提是斜面探究斜面机械效率与斜面倾斜程度的关系，探究的前提是斜面的
13、光滑程度。的光滑程度。（1 1）这个探究活动应采用怎样的研究方法？）这个探究活动应采用怎样的研究方法？（2 2）在这个研究方法中，你是否认识到斜面的光滑程度也是影响）在这个研究方法中，你是否认识到斜面的光滑程度也是影响机械效率的因素？它对机械效率将有怎样的影响呢？设计一个实验机械效率的因素？它对机械效率将有怎样的影响呢？设计一个实验方案，验证你看法是否正确？方案，验证你看法是否正确？85.每一年，我都更加相信生命的浪费是在于：我们没有献出爱，我们没有使用力量，我们表现出自私的谨慎，不去冒险，避开痛苦，也失去了快乐。约翰B塔布 86.微笑，昂首阔步，作深呼吸，嘴里哼着歌儿。倘使你不会唱歌，吹吹口
14、哨或用鼻子哼一哼也可。如此一来，你想让自己烦恼都不可能。戴尔卡内基 87.当一切毫无希望时，我看着切石工人在他的石头上，敲击了上百次，而不见任何裂痕出现。但在第一百零一次时，石头被劈成两半。我体会到，并非那一击，而是前面的敲打使它裂开。贾柯瑞斯 88.每个意念都是一场祈祷。詹姆士雷德非 89.虚荣心很难说是一种恶行，然而一切恶行都围绕虚荣心而生，都不过是满足虚荣心的手段。柏格森 90.习惯正一天天地把我们的生命变成某种定型的化石，我们的心灵正在失去自由，成为平静而没有激情的时间之流的奴隶。托尔斯泰 91.要及时把握梦想，因为梦想一死，生命就如一只羽翼受创的小鸟，无法飞翔。兰斯顿休斯 92.生活
15、的艺术较像角力的艺术，而较不像跳舞的艺术；最重要的是：站稳脚步，为无法预见的攻击做准备。玛科斯奥雷利阿斯 93.在安详静谧的大自然里，确实还有些使人烦恼.怀疑.感到压迫的事。请你看看蔚蓝的天空和闪烁的星星吧!你的心将会平静下来。约翰纳森爱德瓦兹 94.对一个适度工作的人而言，快乐来自于工作，有如花朵结果前拥有彩色的花瓣。约翰拉斯金 95.没有比时间更容易浪费的,同时没有比时间更珍贵的了，因为没有时间我们几乎无法做任何事。威廉班 96.人生真正的欢欣，就是在于你自认正在为一个伟大目标运用自己；而不是源于独自发光.自私渺小的忧烦躯壳，只知抱怨世界无法带给你快乐。萧伯纳 97.有三个人是我的朋友爱我
16、的人.恨我的人.以及对我冷漠的人。爱我的人教我温柔；恨我的人教我谨慎；对我冷漠的人教我自立。JE丁格 98.过去的事已经一去不复返。聪明的人是考虑现在和未来，根本无暇去想过去的事。英国哲学家培根 99.真正的发现之旅不只是为了寻找全新的景色，也为了拥有全新的眼光。马塞尔普劳斯特 100.这个世界总是充满美好的事物，然而能看到这些美好事物的人，事实上是少之又少。罗丹 101.称赞不但对人的感情，而且对人的理智也发生巨大的作用，在这种令人愉快的影响之下，我觉得更加聪明了，各种想法，以异常的速度接连涌入我的脑际。托尔斯泰 102.人生过程的景观一直在变化，向前跨进，就看到与初始不同的景观，再上前去，
17、又是另一番新的气候。叔本华 103.为何我们如此汲汲于名利，如果一个人和他的同伴保持不一样的速度，或许他耳中听到的是不同的旋律，让他随他所听到的旋律走，无论快慢或远近。梭罗 104.我们最容易不吝惜的是时间，而我们应该最担心的也是时间；因为没有时间的话，我们在世界上什么也不能做。威廉彭 105.人类的悲剧，就是想延长自己的寿命。我们往往只憧憬地平线那端的神奇【违禁词，被屏蔽】，而忘了去欣赏今天窗外正在盛开的玫瑰花。戴尔卡内基 106.休息并非无所事事，夏日炎炎时躺在树底下的草地，听着潺潺的水声，看着飘过的白云，亦非浪费时间。约翰罗伯克 107.没有人会只因年龄而衰老，我们是因放弃我们的理想而衰
18、老。年龄会使皮肤老化，而放弃热情却会使灵魂老化。撒母耳厄尔曼 108.快乐和智能的区别在于：自认最快乐的人实际上就是最快乐的，但自认为最明智的人一般而言却是最愚蠢的。卡雷贝C科尔顿 109.每个人皆有连自己都不清楚的潜在能力。无论是谁，在千钧一发之际，往往能轻易解决从前认为极不可能解决的事。戴尔卡内基 110.每天安静地坐十五分钟倾听你的气息，感觉它，感觉你自己，并且试着什么都不想。艾瑞克佛洛姆 111.你知道何谓沮丧-就是你用一辈子工夫，在公司或任何领域里往上攀爬，却在抵达最高处的同时，发现自己爬错了墙头。坎伯 112.伟大这个名词未必非出现在规模很大的事情不可；生活中微小之处，照样可以伟大
19、。布鲁克斯 113.人生的目的有二：先是获得你想要的；然后是享受你所获得的。只有最明智的人类做到第二点。罗根皮沙尔史密斯 114.要经常听.时常想.时时学习，才是真正的生活方式。对任何事既不抱希望，也不肯学习的人，没有生存的资格。阿萨赫尔帕斯爵士 115.旅行的精神在于其自由，完全能够随心所欲地去思考.去感觉.去行动的自由。威廉海兹利特 116.昨天是张退票的支票，明天是张信用卡，只有今天才是现金；要善加利用。凯里昂 117.所有的财富都是建立在健康之上。浪费金钱是愚蠢的事，浪费健康则是二级的谋杀罪。BC福比斯 118.明知不可而为之的干劲可能会加速走向油尽灯枯的境地，努力挑战自己的极限固然是
20、令人激奋的经验，但适度的休息绝不可少，否则迟早会崩溃。迈可汉默 119.进步不是一条笔直的过程，而是螺旋形的路径，时而前进，时而折回，停滞后又前进，有失有得，有付出也有收获。奥古斯汀 120.无论那个时代，能量之所以能够带来奇迹，主要源于一股活力，而活力的核心元素乃是意志。无论何处，活力皆是所谓“人格力量”的原动力，也是让一切伟大行动得以持续的力量。史迈尔斯 121.有两种人是没有什么价值可言的：一种人无法做被吩咐去做的事，另一种人只能做被吩咐去做的事。CHK寇蒂斯 122.对于不会利用机会的人而言，机会就像波浪般奔向茫茫的大海，或是成为不会孵化的蛋。乔治桑 123.未来不是固定在那里等你趋近
21、的，而是要靠你创造。未来的路不会静待被发现，而是需要开拓，开路的过程，便同时改变了你和未来。约翰夏尔 124.一个人的年纪就像他的鞋子的大小那样不重要。如果他对生活的兴趣不受到伤害，如果他很慈悲，如果时间使他成熟而没有了偏见。道格拉斯米尔多 125.大凡宇宙万物，都存在着正、反两面，所以要养成由后面.里面，甚至是由相反的一面，来观看事物的态度。老子 126.在寒冷中颤抖过的人倍觉太阳的温暖，经历过各种人生烦恼的人，才懂得生命的珍贵。怀特曼 127.一般的伟人总是让身边的人感到渺小；但真正的伟人却能让身边的人认为自己很伟大。G.K.Chesteron 128.医生知道的事如此的少，他们的收费却是如此的高。马克吐温 129.问题不在于：一个人能够轻蔑、藐视或批评什么，而是在于：他能够喜爱、看重以及欣赏什么。约翰鲁斯金
