(
课件网) 人教版第十二章第4节 机械效率 机械效率 老师 利用机械帮助我们工作，会给我们带来极大的方便。有的机械可以省力，有的机械可以省距离。利用滑轮组提升重物，绳端拉力所做的功与滑轮组对重物所做的功相同吗 撬棒———省力 钓鱼竿———省距离 滑轮组———省力 使用机械能否省功 为了回答这个问题，我们可以通过一个简单的实验来进行研究。 研究使用动滑轮是否省功 1.如图甲所示，用弹簧测力计将钩码缓慢地提升一定的高度，计算拉力所做的功。 2.如图乙所示，用弹簧测力计并借助一个动滑轮将同样的钩码缓慢地提升相同的高度，计算弹簧测力计的拉力所做的功。 这两次拉力所做的功相同吗 为什么 探究实验 研究使用动滑轮是否省功 实验次序 手的拉力F/N 手移动的距离s/m 钩码的重力G/N 钩码升高的高度h/m 拉力所做的功W/J 弹簧测力计直接提升钩码 通过动滑轮提升钩码 0.20 0.24 实验结果表明，虽然在两次实验中钩码被提升了相同的高度，但第二次实验中拉力做的功要多一些。 2 0.1 2 0.1 1.2 0.2 2 0.1 实验数据 实验结论 为什么借助动滑轮提升重物做功，拉力做的功要更多一些 分析讨论 动滑轮对重物的拉力所做的功，等于克服物体重力所做的功，就是有用功，用W有用表示 。 在第二次实验中， 将钩码提升一定的高度是我们的工作目的。 弹簧测力计的拉力所做的功，叫作总功，用W总 表示。 用动滑轮提升钩码时，我们还不可避免地要克服动滑轮本身所受的重力以及摩擦力等因素的影响而多做一些功，这部分功叫作额外功，用W额外表示 。 W总= W有用+W额 总功等于有用功与额外功之和，即 大量实验表明，动力对机械所做的功总是大于机械对外所做的功（有用功）。事实上，使用任何机械都不能省功。 一、有用功和额外功 有用功（W有用）：为了达到工作目的所做的功。 总功（W总）：使用机械时，动力对机械所做的功。 额外功（W额外）：对人们没有用，但不得不做的功。 工人师傅把重 500 N 的货物用绳子直接匀速提升到 2 m 高的工作台上，拉力对货物做的功为_____J。若他用如图所示的滑轮组提升此货物到 2 m 高的工作台上，所用拉力为 200 N，拉力做的功为_____J。两种情况对比，说明使用机械_____（选填“能或“不能”）省功。 1000 1200 不能 在保证所做有用功一定的情况下，人们总是希望额外功越少越好，即额外功在总功中所占的比例越小越好，也就是有用功在总功中所占的比例越大越好。 物理学中，将有用功跟总功的比值叫作机械效率。如果用η 表示机械效率，那么有 η= W有用 W总 有用功总是小于总功，所以机械效率总是小于1。机械效率通常用百分数表示。 二、机械效率 生活中的机械效率 生产生活中，人们利用多种方式提高机械效率，但都不能使其达到100%，如起重机的机械效率一般为 40%~50%，抽水机的机械效率一般为 60%~80%。 如图所示，一人用100 N的拉力通过滑轮组将重为300N的物体向上提起，绳重和摩擦不计。在拉力的作用下，物体匀速上升了1 m，求：（1）人所做的有用功； （2）人所做的总功； （3）人所做的额外功。 （1）W有用=Gh=300 N×1 m=300 J （2）s=4h=4×1 m=4 m W总= Fs=100 N×4 m=400 J （3）W额外= W总－W有用=400 J－300 J=100 J n=4 解： 起重机把质量为0.5 t的重物匀速提升了3 m，而它的电动机所做的功是3.4×104 J，起重机的机械效率是多少 g 取10 N/kg。 解： 起重机匀速提升重物所用的力与物体所受的重力大小相等 F =G= mg = 0.5×103 kg×10 N/kg = 5×103 N 起重机提升重物所做的功是有用功 W有用=Fh = 5×103 N×3 m = 1.5×104 J 起重机的电动机所做的功是总功 W总=3.4×104 J 因此，起重机的机械效率 η= W有用 W总 = =0.44=44% 1.5×1 ... ...
