《机械效率》.ppt
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《机械效率》.ppt
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机械效率,提出问题,学生讨论,学生讨论,对砂子做功,对空桶做功,克服自身重力做功,并不需要做但又不得不做的功,对人们有用必须做的功,他的目的是:
把沙子运上三楼,手提水桶提沙子,一、有用功和额外功,1.有用功(W有):
为了达到工作目的,必须做的功,2.额外功(W额):
为了达到工作目的,并非我们所需要但又不得不做的功,3.总功(W总):
动力所做的所有功,即有用功与额外功的总和,W总=W有+W额,用水桶从井中提水的时候,所做的功哪部分是有用功,哪部分是额外功?
提水所做的功是有用功;提水桶所做的功是额外功。
如果桶掉到井里,从井里捞桶的时候,捞上的桶里带了一些水,这种情况下哪部分是有用功,哪部分是额外功?
提水桶所做的功是有用功;提水所做的功是额外功。
想一想;议一议:
对砂子做功,对空桶做功,对动滑轮做功,议一议:
对砂子做功,对口袋做功,对动滑轮做功,另两种提沙方法中做的有用功、额外功、总功分别是哪些?
动滑轮提水桶提沙子,动滑轮提口袋提沙子,理解机械的三种功,要提升G,同时必须将动滑轮也提升。
这时,你要克服动滑轮重力和摩擦而额外做功,否则你不能完成任务。
这部分功无利用价值而又不得不做,是额外功。
提升物体G是目的,有利用价值,是有用功,要实现目的,完成有用功,必须施加动力F对滑轮做功,动力所做的是总功,如:
用竖直方向上的滑轮提升物体G,无论采取那种方法都必须做的功。
即:
为达到目的所必须做的功。
(1)举高重物时:
W有用=G物h,W有=f摩擦S物,
(2)在粗糙水平面上移动物体时:
有用功,并非人们需要但又不得不做的功,
(1)克服机械自重做功:
W额外=G动滑轮h,使用动滑轮或滑轮组时:
(2)克服机械间的摩擦做功:
使用斜面时:
W额外=f摩擦L,额外功,动力对机械所做的功.有用功和额外功的和等于总功。
W总=W有用+W额外,公式
(1):
公式
(2):
W总=F动力S动力,作用在机械上的动力,动力作用点移动的距离,总功,W有1=G沙h,三种提沙方法中的W有、W额、W总分别为多少?
方法2:
方法3:
W额1=(G桶+G人)h,W总1=(W有1+W额1),方法1:
=100N6m,=600J,=(20N+400N)6m,=2520J,=3120J,W有2=G沙h=600J,W额2=(G桶+G轮)h,W总2=(W有2+W额2),=(20N+10N)6m,=180J,=780J,W有3=G沙h=600J,W额3=(G袋+G轮)h,W总3=(W有3+W额3),=(5N+10N)6m,=90J,=690J,算一算:
二、机械效率,
(1)机械效率通常用百分数表示,没有单位.,1.定义:
有用功跟总功的比值叫机械效率(),
(2)机械效率总小于1.,(因为有用功总小于总功),2.公式:
%,3.特点:
三种提沙方法中的机械效率分别为多少?
W有1=G沙h,方法2:
方法3:
W额1=(G桶+G人)h,W总1=(W有1+W额1),方法1:
=100N6m,=600J,=(20N+400N)6m,=2520J,=3120J,W有2=G沙h=600J,W额2=(G桶+G轮)h,W总2=(W有2+W额2),=(20N+10N)6m,=180J,=780J,W有3=G沙h=600J,W额3=(G袋+G轮)h,W总3=(W有3+W额3),=(5N+10N)6m,=90J,=690J,再算算:
有用功相同,额外功越少机械效率越高,5、机械效率公式:
提升,5、机械效率公式:
5、机械效率公式:
5、机械效率公式:
提升,移动,起重机的机械效率是60%,它表示什么意思?
1.使用起重机提升重物时所做的有用功跟总功的比60%2.也可以说有用功在总功中占有60%,另外额外功占40,4.机械效率的意义,有用功所占总功的比例越大,机械效率越高。
机械效率与是否省力.功率大小.提升高度.绳子的绕法.做功的多少无关。
例1.用一动滑轮将货物400N的货物匀速提到高2m,所用拉力是250N,求有用功、额外功.总功和动滑轮的机械效率各是多少?
分析:
使用动滑轮省了力,却费了距离,货物提高2m,绳子的自由端拉力通过的距离为4m,,已知:
G=400Nh=2mS=4mF=250N,求:
W有W额W总,W额=W总W有=1000J800J=200J,三.例题,例2.用一动滑轮将重200N的砂子提到9m高的脚手架上,所用力是120N,求有用功、总功机械效率各是多少?
解:
已知:
G=200Nh=9mS=18mF=120N,请你判断:
1.下面说法中是否正确?
1有用功越多,机械效率越高()2额外功越少,机械效率越高()3物体做功越慢,机械效率越低()4做总功越多,机械效率越低()5做相同的有用功,额外功越少,机械效率越高()6做相同的总功时,有用功越多,机械效率越高()7机械效率越高,越省力(),练习,2.一台起重机将重600N的货物提高4m.如果额外功是9600J,起重机的有用功是多少?
总功是多少?
机械效率是多少?
练习,已知:
G=-Nh=-mW额=-J,求:
W有W总,解:
W总=W额+W有=,%,=,1如图所示,建筑工地上,工人用一个动滑轮将重720N的重物匀速提升5m,工人所用拉力为450N,求:
(1)工人做的总功
(2)该动滑轮的机械效率()不考虑摩擦,求动滑轮的重()提升的物体重为,该动滑轮的机械效率为多少?
2如图所示,在50N的水平拉力F作用下,重800的物体沿水平地面做匀速直线运动,物体与地面间滑动摩擦力为120.则滑轮组的机械效率为_;若物体的速度为0.2m/s,则1min内拉力做的功为_J,功率为,3.用它们分别将重相同的甲、乙两物体匀速提升相同的高度,所用的拉力分别为F甲、F乙,它们的机械效率分别为甲、乙。
则F甲_F乙甲_乙(选填“”、“”或“”),4.利用如图所示装置将重为100N的物体匀速从斜面的底端拉到顶端。
已知斜面的长是5m,高是2m,拉力为F=50N,则该装置的机械效率为()A.40%B.50%C.80%D.100%,探究动滑轮的机械效率,一、影响动滑轮的机械效率的因素,减轻动滑轮自重,减小滑轮转轴间的摩擦力,增加提升的物重。
减轻绳重,二、如何提高动滑轮的机械效率,1、动滑轮自重、滑轮摩擦、绳重,2、提升的物体重力,滑轮组的机械效率与提升的高度、绳子的股数无关。
为得出滑轮组的机械效率,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?
弹簧测力计、刻度尺、钩码、滑轮组两个、铁架台、长约2m的细绳。
实验器材:
实验探究:
滑轮组的机械效率总是一定的吗?
重力G、拉力F、绳子移动距离S、重物上升高度h,原理:
=W有用/W总对物体做功为有用功:
W有用=Gh(提重物)=fs物(水平移动物体)拉力做的功为总功:
W总=Fs,在测定滑轮组机械效率的实验中:
根据的原理是_。
实验中需要的测量工具有_和_。
需要直接测量的物理量有:
绳端的拉力F、_、_和_。
注意事项:
实验时拉力的方向应尽量_,且应在钩码_的过程中读取拉力的大小。
=W有W总,刻度尺,弹簧测力器,物体重G,物体上升距离h,绳自由端移动距离S,竖直向上,匀速移动,同一滑轮组提不同的重物,机械效率是否相同?
实验数据:
0.5,1.0,0.1,0.3,2.0,0.1,0.9,0.3,0.15,0.1,66.7%,0.27,0.2,74.1%,拉力F(N),使用相同的滑轮组提升不同的物体时,物体越重,则机械效率越高。
不同滑轮组,提相同的重物,机械效率是否相同?
4.0,4.0,1.5,1.2,0.1,0.1,0.3,0.5,0.4,0.4,0.45,0.60,88.9%,66.7%,提升相同的物体,动滑轮越重,则机械效率越低。
结论:
1、使用相同的滑轮组提升不同的物体时,物体越重,则机械效率越高。
2、提升相同的物体,动滑轮越重,则机械效率越低。
思考题:
如果没有刻度尺,不能测量h和s,还能否测滑轮组的机械效率?
斜面也是经常使用的省力机械,那么,斜面的机械效率要与什么因素有关呢?
猜想:
斜面的粗糙程度,斜面的倾斜程度,物体的重力,探究:
斜面的机械效率,1.把物体拉上斜面时,额外功是什么?
(克服物体与斜面之间的摩擦力而做功),2.探究一下光滑程度一样的斜面,当它的倾斜程度不同时斜面的机械效率是否相同.,请思考:
1.怎样计算总功?
W总=FS,2.怎样计算有用功?
W有用=Gh,3.实验中需要测量哪几个物理量?
改变木板的倾斜程度,再测量两次斜面的机械效率,实验前请猜想:
1.你认为省力多少与斜面的倾斜程度有什么关系?
2.斜面的机械效率与它的倾斜程度有什么关系?
5.0,5.0,5.0,0.5,0.5,0.5,0.1,0.15,0.25,1.6,2.2,3.1,0.5,0.75,1.25,0.8,1.1,1.55,63%,68%,81%,光滑程度相同的斜面,越平缓越省力,机械效率越低。
斜面的机械效率与1、斜面的粗糙程度有关:
同一斜面,拉同一物体,斜面越粗糙,拉力越大,效率越低;2、斜面的倾斜程度有关:
粗糙程度相同,拉同一物体,斜面越陡(倾角越大),拉力越大,效率越高;3、所拉物体的重力有关:
提高滑轮组机械效率的途径:
主要从减小额外功入手,额外功主要包括:
由于机械本身的重力和机械之间的摩擦使在使用机械时多做了功。
1、改善机械的结构,减轻机械本身的重力2、加强润滑,减小机械间的摩擦,提高机械效率的意义:
减小额外功,在有用功相同时,从而减小总功,节约能量。
1、下列有关机械效率的概念的叙述中正确的是()A、机械效率越大,做功越快B、做有用功越多时,机械效率越大C、机械效率越大,又省力又省功D、机械效率越大,有用功占总功的比值越大,D,2、小均用动滑轮将质量为40kg的货物匀速提高了5m,他用250N的拉力拉了10s,下列说法正确的是:
()(g取10N/kg)A有用功为200JB额外功为500JC动滑轮的机械效率为75%D小均的功率为200W,B,3、使用机械效率高的机械比效率低的机械相比,下列说法正确的是(),A.更省力B.更省距离C.功率更高,节约时间D.有用功相同时更省功,节约能量E.使用更方便,D,2.如图所示,为使重为1500N的物体匀速移动到长100m斜面的顶端,若斜面的高为10m.如果不计摩擦,需要的推力是多大?
若实际需用180N的推力,则这个斜面的机械效率是多少?
摩擦力是多大?
G,F,L,h,3、在新农村建设中,为将批建材运到10m高的施工处,工人利用如图所示的滑轮组提升建材。
装置中动滑轮重100N,工人每次匀速提升一箱重400N的建材,不计绳重和摩擦。
试问:
(1)每次提升建材时的有用功、额外功各是多少?
(2)该滑轮组的机械效率是多少?
(3)为加快施工进度,张师傅建议用电动机做动力替代人提升建材。
为了安全,改装后每次可吊起四箱建材,建材匀速上升时的速度为0.4m/s。
仓库中现有两台电动机,型号分别为“220V0.8kW”、“220V3kW”,请你通过计算说明应选哪台电动机才能使配置更为合理。
4、在不计绳重和摩擦的情况下利用如图所示的甲、乙两装置分别用力把相同的物体匀速提升相同的高度若用F甲、F乙表示所需拉力,甲,乙表示甲、乙两装置的机械效率,W甲、W乙表示拉力所做的功。
A、F甲F乙,甲乙,W甲W乙B、F甲=F乙、甲乙,W甲W乙C、F甲F乙、甲乙,W甲W乙,5、如图所示,某人用一个滑轮组站在地面上把500N的货物经5s提高了2m,所用的力是300N。
求
(1)这个人做功是多少?
(2)这个滑轮组的机械F效率是多少?
探究动滑轮的机械效率,一、影响动滑轮的机械效率的因素,减轻动滑轮自重,减小滑轮转轴间的摩擦力,增加提升的物重。
减轻绳重,二、如何提高动滑轮的机械效率,1、动滑轮自重、滑轮摩擦、绳重,2、提升的物体重力,滑轮组的机械效率与提升的高度、绳子的股数无关。
如何提高动滑轮的机械效率,减轻动滑轮自重,减小滑轮转轴间的摩擦力,提高提升的物重。
减轻绳重,方法一,方法
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