《机械效率》 课件(共27张PPT)

课件27张PPT。4. 机械效率 想一想1、做功的两个必要因素及计算公式、单位。 2、功的原理是什么？ 算一算 直接用手把100N的物体提高2m所作的功是多少？ 若通过一动滑轮用60N的拉力也把这一重物提高2m，拉力做的功是多少？W1=100N×2m=200JW2=60N×2m×2=240J 想想议议：要把重100N的沙子运上三楼。右图中画了三种办法，同学们讨论一下：哪种办法最好，哪种办法最不好，为什么？请思考下面的问题（1）图中三幅画的意思是什么？ 把重100N的沙子运上三楼。图1是把沙子装在桶里用手提着它走上三楼；图2和图3都使用了动滑轮把沙子运上三楼，且图2是把沙子装在桶里，图3 是把沙子装在袋子里，其中桶比袋子重。 （2）图中的三种办法，每种方法中人需做几部分功？ 运沙子上楼时都要克服沙子的重力做功。图1 中还需要把沙子装在桶里，所以在提沙子的同时还需要把桶提上去，还必须克服自身的重力走上去，因此必须克服桶的重力和自身的重力做功。图3 中提沙子的同时，还必须克服袋子的重力、动滑轮的重力、以及滑轮与轴之间的摩擦力做功；图2中，还需克服桶的重力、动滑轮的重力以及滑轮与轴之间的摩擦力做功。 （3）那部分功是我们无论采用哪种方法都必须做的功？这部分功是多少焦耳？克服沙子的重力所做的功。W1=100N×6m=600J (4)每种方法中人一共做了多少功？ 方法①：（100N+400N+20N) ×6m=3120J 方法②: (100N+20N+10N) ×6m=780J 方法③ :（100N+5N+10N）×6m=690J 这三种方法的目的都是要运沙子上楼，因此把100N的沙子提高6m所做的功是有用功。而沙子装在桶里、袋子里，桶和袋子要由人或动滑轮提到楼上，所以要完成运沙子的有用功，就不得不把桶和袋子、人或动滑轮提高6m，这些功并非我们需要，但又不的不做，叫额外功。由此可知，选择第三种方法所做的额外功最少。1、额外功：摩擦是普遍存在的。我们利用简单机械工作的时候，不可避免地要克服摩擦阻力做功；机械本身有重力；在提起重物时，又不可避免地要同时提起机械的一部分部件，克服这部分阻力做功。这部分 对人们没有用但又不得不额外做的功叫额外功。 2、有用功：人们在利用简单机械提起重物时，重物的重力是有用的阻力。 克服这种有用的阻力所做的功叫有用功，它相当于不用机械直接用手所做的功。 3、总功：根据功的原理知，动力对机械做的功一定等于机械克服全部阻力（包括有用阻力、额外阻力）做的功。我们把 动力对机械做的功叫总功，它是有用功和额外功的和。即： 总功=动力对机械做的功=机械克服全部阻力做的功=有用功+额外功4、机械效率上图的三种办法中第3种办法所做的额外功最少，而我们自然希望额外功越少越好，即有用功在总功中所占的比例越大越好。因此，第3种办法最好。所以，把 有用功跟总功的比值叫机械效率。机械效率大表示有用功比总功的比值大，或者说，在有用功一定的情况下，机械效率大的机械所做的额外功少。 如果用W总表示总功，W有用表示有用功，?表示机械效率，则 ?=因为W有用和W总的单位都是焦耳，因此机械效率没有单位。任何机械本身都要受到重力的作用，相对运动的零件间又存在摩擦。所以，使用任何机械除了做有用功之外，都不可避免地要做额外功，这时动力所做的功就等于有用功和额外功的和。?= 可见，W有用总小于W总，因此，机械效率总小于1。机械效率通常用百分数表示。例题： 某人用如图所示的滑轮组提升2000牛的重物，所用的拉力是800牛，绳子自由端被拉下4米。（1）这个人做的总功是多少焦？（2）有用功是多少焦？（3）额外功是多少焦？（4）这个滑轮组的机械效率是多少？ 已知：G=2000 N,F=800N S=4m 求： W总 W有用 W额外 η答：（略）解(1)W总=F·S=800N×4m=3200J(2)W有用=G·h=2000N×1m=2000J(3)W额外= W总－ W有用=3200J －2000J ... ...