2009年濟(jì)南地區(qū)物理科機(jī)械效率課件

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第五節(jié) 機(jī)械效率,濟(jì)南 苗玉軍,為什么利用實(shí)際機(jī)械做的功大于不用機(jī)械直接用手做的功呢 ？,復(fù)習(xí)：,使用任何機(jī)械都不省功。,用圖中的滑輪來(lái)提升重5N的物體，理論上在細(xì)繩端需要加多大的拉力？,省一半力，應(yīng)為2.5N,實(shí)際上Ｆ＝2.5Ｎ行不行，為什么？,怎樣能知道Ｆ實(shí)際是多大？,實(shí)驗(yàn)測(cè)量——實(shí)踐是檢查真理的唯一標(biāo)準(zhǔn),實(shí)際上Ｆ2.5Ｎ,實(shí)際使用動(dòng)滑輪提升重物時(shí)，人所做的功與直接提升重物所做的功相比較，大小如何？這與功的原理是否矛盾？,我們希望上述兩個(gè)功越接近越好還是差距越大越好？,你會(huì)選哪種方法呢？,機(jī)械的三種功,要提升G，同時(shí)必須將本滑輪也提升。嘿，你要克服滑輪重力和摩擦而額外做功，否則你不能完成任務(wù)。本功無(wú)利用價(jià)值而又不得不做，是額外功。,提升重物G是目的，有利用價(jià)值，是有用功,要實(shí)現(xiàn)目的，完成有用功,必須施加動(dòng)力F對(duì)滑輪做功，是總功,有用功 ：對(duì)人們有用的功,額外功 ：人們不需要但又不 得不做的功,總功 ：拉力所做的功,即動(dòng)力功,叫總功. 總功等于有用功與額外功的總和。,三、機(jī)械效率,1、有用功：無(wú)論采取哪種方法都必須做的功。即：為達(dá)到目的所必須做的功。,（1）舉高重物時(shí)：,W有=G物·h,W有=f摩擦·S,（2）在粗糙水平面上移動(dòng)物體時(shí)：,請(qǐng)計(jì)算出有用功、額外功和總功分別是多少？,你希望額外功多些還是少些呢？,請(qǐng)算出剛才的三種辦法中有用功在總功中占的百分比。,,用哪種方法好？,機(jī)械效率,有用功跟總功的比值叫機(jī)械效率,有用功總小于總功，所以機(jī)械效率總小于1,看看剛才的數(shù)據(jù)，思考機(jī)械效率會(huì)大于１嗎？為什么？,公式：,機(jī)械效率一般用百分?jǐn)?shù)表示，沒(méi)有單位,我們總希望，有用功占總功中的份額越大越好,1、定義：有用功跟總功的比值，叫做機(jī)械效率。,正確理解機(jī)械效率，關(guān)鍵是明確三種功,忽略我的重力和摩擦，我的機(jī)械效率是等于1；其它任何情況，我的機(jī)械效率都小于1。,起重機(jī)的機(jī)械效率是60%,它表示什么意思？,使用起重機(jī)提升重物時(shí)所做的有用功跟總功的比值是60%，也可以說(shuō)有用功在總功中占有60%，另外的40％是額外功．,例 用一動(dòng)滑輪將重200N的砂子提到9m高的腳手架上，所用力是120N，求有用功、總功機(jī)械效率各是多少？,解：,一個(gè)工人用滑輪組提起重200N的貨物提高1m，，所用的拉力是80N，繩子自由端被拉起5m，求：（1）有用功（2）總功（3）機(jī)械效率,,,精選例題,1.一臺(tái)起重機(jī)將重6000N的建筑材料提升到10m高的樓房上，做的額外功是40000J，則該起重機(jī)做的總功是多少？機(jī)械效率是多少？,2、某人用如圖所示的滑輪組提升2000牛的重物，使用的拉力是800牛，繩子自由端被拉下4米。（1）這個(gè)人做的總功是多少焦？（2）有用功是多少焦？（3）額外功是多少焦？（4）這個(gè)滑輪組的機(jī)械效率是多少？,解題示范： 已知：G=2000牛， F=800米 ，S=4米 ， n=4 求：,答：（略）,3、使用下面的滑輪組，用拉力F勻速拉動(dòng)重物水平移動(dòng)的距離為L(zhǎng)，機(jī)械效率等于什么？,根據(jù)機(jī)械效率的定義,思考問(wèn)題,1、例題中總功、有用功、額外功中哪些功一點(diǎn)都不能??？ 2、哪些功可以省一些？ 3、這“省功”與前面所說(shuō)的“使用任何機(jī)械都不能省功”是否矛盾？為什么？,（有用功一點(diǎn)不能省，否則達(dá)不到目的。）,額外功可以想辦法省一些，如減輕動(dòng)滑輪重力減少動(dòng)滑輪個(gè)數(shù)，其額外功可以省一些，有用功不能省，而總功=有用功+額外功，這樣總功也就可省一些。,不矛盾。因?yàn)閯?dòng)力對(duì)滑輪組做的功，還是等于滑輪組克服重物的重力和本身重力及摩擦所做的功，仍然是：總功=有用功+額外功。,判斷：下面說(shuō)法中是否正確． 1．有用功越多，機(jī)械效率越高 2．額外功越少，機(jī)械效率越高 3．物體做功越慢，機(jī)械效率越低 4．做總功越多，機(jī)械效率越低 5．做相同的有用功，額外功越少，機(jī)械效率越高 6．做相同的總功時(shí)，有用功越多，機(jī)械效率越高 7．用不同的滑輪組，做的有用功相同時(shí)，機(jī)械效率一定相同 8．因?yàn)橛杏霉傂∮诳偣?，所以機(jī)械效率總小于1 9．做的額外功一定時(shí)，總功越少，機(jī)械效率越高 10．有用功在總功中占的比例越大，機(jī)械效率越高．,知識(shí)小結(jié),一、機(jī)械的三種功： 有用功——有利用價(jià)值的功。 總功——?jiǎng)恿?duì)機(jī)械所做的功。 額外功——對(duì)人們無(wú)利用價(jià)值而又不得不做的功。,二、機(jī)械效率： 1、定義：有用功與總功的比值。,2、公式討論：,機(jī)械效率的定義 ： 有用功跟總功的比值,小結(jié)：,,有用功 ：對(duì)人們有用的功,額外功 ：人們不需要但又不 得不做的功,總功 ：有用功與額外功的總和,公式：,∴ 永遠(yuǎn)小于1,如何提高機(jī)械效率,如何提高機(jī)械效率,減小機(jī)械自重,例如：動(dòng)滑輪太重，使二動(dòng)二定滑輪組很低，換用較輕滑輪就可提高其機(jī)械效率。,減小機(jī)械間的摩擦力。,討論：,為得出滑輪組的機(jī)械效率，需要求出有用功和總功，為此需要測(cè)出哪些物理量？每個(gè)量怎樣測(cè)量？,刻度尺、鉤碼、彈簧秤、滑輪組兩個(gè)、鐵架臺(tái)、長(zhǎng)約2m的細(xì)繩。,實(shí)驗(yàn)器材：,使用彈簧測(cè)力計(jì)時(shí)首先要做的是什么呢？,用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)鉤碼的重力,你還可以組裝成其它的滑輪組！,勻速拉動(dòng)彈簧秤使鉤碼升高到某一位置處，從彈簧秤讀出拉力F的數(shù)值,鉤碼上升的高度（h）,細(xì)繩自由端通過(guò)的距離（s）,