(
课件网) 第五节 机械效率 第十章 机械与人 要把重100N的沙子运上三楼。下图画了三种办法。 哪种办法最好，哪种办法最不好？ 情景分析 思考 人提沙子做功 对沙子做功 对桶做功 W1 = 600 J 克服自重做功 总功 3120J 额外功2520 J 沙子重100 N 人体重400 N 动滑轮重10 N 桶重 20 N 口袋重 5 N 地面到三楼高 6 m W2 = 120 J W3 = 2400 J 有用功600 J 情景分析 对沙子做功 W1 = 600 J 对桶做功 对动滑轮做功 有用功600J 额外功180J 沙子重100 N 人体重400 N 动滑轮重10 N 桶重20 N 口袋重5 N 地面到三楼高6 m 人拉滑轮利用桶做功 W2 = 120 J W3 = 60 J 总功 780 J 情景分析 对沙子做功 对口袋做功 对动滑轮做功 人拉滑轮利用口袋做功 沙子重100 N 人体重400 N 动滑轮重10 N 桶重20 N 口袋重5 N 地面到三楼高 6 m W1 = 600 J W2 = 30 J W3 = 60 J 有用功600J 额外功90J 总功 690 J 这种办法最好！ 情景分析 额外功 在做有用功的同时，人们不需要但又不得不做的功，叫做额外功。 有用功 我们要做的，必须做的功，叫做有用功。 实现目的而做的功 克服机械自身的重力和摩擦等而做的功 有用功加额外功是总共做的功，叫总功。 即：W总=W有用+W额外 总 功 动力对机械所做的功 G F 提升重物是目的，是有用功。 要达到目的，完成有用功，必须施加力 F 对滑轮做功，是总功。 提升重物，要克服滑轮重力和 摩擦而额外做功，否则不能完成任务。这个功不是目的而又不得不做，是额外功。 例如：滑轮 认识机械效率 在使用机械工作时，有用功在总功中所占份额越多越好。它反映了机械的一种性能，物理学中表示为机械效率。 1．定义：有用功和总功的比值。 2．公式： 3．用百分数表示。 用如图所示的滑轮组,将重1200 N的物体A在100 s的时间里匀速竖直提升10 m,已知此过程中,拉力F做功的功率为150 W。不计绳重和摩擦。求: (1)拉力F所做的有用功。 (2)拉力F所做的总功。 (3)拉力F的大小。 (4)滑轮组的机械效率η。 思考 [答案]解： (1)提升重物过程中拉力F做的有用功: W有=Gh=1200 N×10 m=12000 J。 (2)拉力做的总功:W总=Pt=150 W×100 s=15000 J。 (3)由图知,n=3,绳端移动的距离: s=3h=3×10 m=30 m, 由W总=Fs得,拉力:F===500 N。 (4)滑轮组的机械效率:η=×100%=×100%=80%。 实验原理 实验器材 注意事项 弹簧测力计、刻度尺、 铁架台、滑轮、细线、钩码。 竖直向上，缓慢拉动测力计。 实验探究 滑轮组的机械效率 G/N h/m F/N s/m W有/J W总/J η 1 2 3 F 实验1 保持动滑轮重一定，改变钩码重力 结论：动滑轮重一定，物重越大，机械效率越高。 G/N h/m F/N s/m W有/J W总/J η 1 2 实验2 保持钩码重力一定，改变动滑轮重。 结论：物重一定，动滑轮越重，机械效率低。 F F 影响滑轮组机械效率的因素 摩擦、绳重（轮与轴及轮与绳之间） （减小摩擦可以减少额外功，提高机械效率） 如：加强机械运动部位的润滑、采用轻质细绳 物重 （物重增加，机械效率提高） 动滑轮重 （动滑轮重减小，机械效率提高） 点击上方图片，即可观看视频 在“测滑轮组机械效率”的实验中，用同一滑轮组进行两次实验，实验数据如下表： ⑴此实验所用滑轮的个数至少是____个，其中动滑轮有_____个。 ⑵第一次实验测得滑轮组的机械效率为_____，第二次实验时滑轮组的机械效率_____第一次的机械效率（选填“大于”“小于”或“等于”） 次数 钩码重/N 钩码上升高度/cm 弹簧测力计示数/N 弹簧测力计移动距离/cm 1 2 10 0.8 40 2 5 5 1.5 20 3 2 62.5% 大于 思考 课堂小结 ... ...
