第五节 机械效率

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1、第五节　机械效率第五节、机械效率1．通过探究动滑轮，知道有用功、总功、额外功及它们之间的关系。2．理解机械效率的概念。知道机械效率的计算公式，会计算某种简单机械的机械效率。3．知道机械效率的物理意义，知道实际的机械效率不可能是100%。4．能设计实验，测定某种简单机械的机械效率。5．知道提高机械效率的实际意义和方法，有合理改进机械、提高效率的意识，从而增强将科学服务于人类的责任感。【教学目标】活动：再探动滑轮步骤1：分别测出手对绳的拉力F，手移动的距离s，钩码所受的重力G和钩码上升的高度h。步骤2：改变钩码的数量，重复上面的实验。步骤3：设计表格，记录数据。思考：上面的实验中，手对绳子

2、做的功等于动滑轮拉钩码所做的功吗？若不相等，哪一个大，为什么？实验数值G＝牛，h＝米，F＝牛，s＝米。弹簧秤的拉力（动力）对动滑轮做的功：W动＝F·s＝_____提高重物，动滑轮克服阻力做的功：W阻＝G·h＝______在用动滑轮提高重物的实验中，用来提高物体的功对我们是有用的，是必须做的。1．有用功（W有用）：利用机械工作时对人们有用的功叫有用功2.本实验中，用来克服摩擦做的功、把动滑轮提升一定高度所做的功对我们没有用，但又不得不做的功，这种功叫额外功，记做（W额外）使用任何机械做额外功是不可避免的。3．总功（W总）：有用功与额外功的总和叫总功”根据以上实验，你能算出有用功在总功中占

3、的百分比吗？有用功总小于总功，所以机械效率总小于1机械效率用百分数表示，没有单位4．机械效率：有用功跟总功的比值叫机械效率某起重机的机械效率是70%，它表示什么意思？答：使用起重机提升重物时所做的有用功跟总功的比值是70%，也可以说有用功在总功中占有70%，另30％做的是额外功。5.如何提高机械效率：η=W有/W总=W有/(W有＋W额)第一是减小额外功如保持良好的润滑，减小滑轮的轮与轴之间的摩擦，减小动滑轮重等方法都能减小额外功，提高机械效率。使用杠杆、斜面等简单机械怎样减小额外功，应采取什么样的方法和措施？第二是增加有用功。当额外功不变时，有用功越大机械效率越高。以滑轮组提升重物为例

4、，当动滑轮重和摩擦不变时，提起货物越重，效率越高；或以提水上楼为例，当水桶重不变时，桶中的水越重，效率越高。本章p.34例题中陈杰同学提水的效率，设水重80N，求有用功、总功和机械效率。同一种机械在不同的条件下，机械效率可能不同，尽量在机械满载的情况下工作，这是提高机械效率的方法之一。6.怎样区分有用功和总功动力（人或电动机）对机械所做的功是总功，机械对物体所做的功是有用功。或者说如果没有机械，直接用手移动物体所做的功是有用功。例如：在水力发电站中，水从高处流下来带动发电机，水的重力所做的功Gh是总功，发电机发出的电能（电功）是有用功。在电动抽水机把水提升某一高度时，抽水机消耗的电能

5、（电流所做的功）是总功，水势能的增加量Gh是有用功。例题１：用图2所示滑轮组把重600牛的货物匀速提高2米，所用的拉力是375牛，求总功、有用功和这个滑轮组的机械效率。正确理解有用功、额外功和总功：例２：用轮轴（辘轳）从井中提水，加在轮上的动力做的功是总功，它等于F·2πR·n，式中F为动力，R为轮半径，n为轮转过的圈数。水被提上来，对水做的功是有用功，它等于G·h，式中G为水重，h是提水的高度。为了把水提上来，要用水桶，就要对水桶做功，使用轮轴还要克服摩擦力做功，这两部分功为了达到提水目的而不得不额外做的无用功，所以叫额外功。如图8－2，例３，如图8－3所示，用滑轮组拉动物体由A到

6、B，物体前进了一段距离S。要拉动物体，必须克服物体与支持面间的摩擦力，所以克服支持面与物体间的摩擦力做的功，就是有用功。动力F（即拉力）做的功是总功。而克服摩擦力做的功是额外功。通过以上两个实例请你考虑：有人说，有用功就是G·h（G是物重，h是物体升高的距离）。这种说法对吗？有人认为，只要是克服摩擦力做功，一定是无用功（额外功），这种认识错在哪里？练习１．用动力臂是阻力臂4倍的杠杆将重360牛顿的货物抬高20厘米，手向下压杠杆的力是100牛，手下降的高度是_______厘米，人做的总功是_______焦，有用功是_______焦，这根杠杆的机械效率是______________。练习２

7、．关于功率，下列说法中正确的是：（）A.机器的功率越大，做的功就越多；B.机械效率越大，机械的功率就越大；C.功率表示做功的快慢程度；D.使用省力的机械，可以提高机械做功的功率。练习３．分别用一个定滑轮和一个动滑轮将两个相同的重物提高相同高度，则：（）A.定滑轮的总功一定大于动滑轮的总功；B.定滑轮的有用功一定大于动滑轮的有用功；C.定滑轮的有用功一定小于动滑轮的有用功；D.定滑轮的有用功一定等于动滑轮的有用功。４．实验：某同学在做测定滑轮组的