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12.3人教版八年级物理机械效率课件

发布时间:2013-09-17 19:02:01  

小明家住在二楼,买了一箱物品,可以 直接用手拉到二楼,也可以使用动滑轮, 使用动滑轮的作用为了 。

思考: 用手直接对木料 做功与手对机械 做功相等吗?

直接提升物体做功 W1=Gh

使用机械提升物体做功 W2=Fs

机械的三种功
1、要实现目的,完成 有用功,必须施加动力 F所做的功,是总功

F
3、要提升重物,同 时必须将本滑轮也提 升。嘿,你要克服本 滑轮重力和摩擦而额 外做功,否则你不能 完成任务。本功无利 用价值而又不得不做, 是额外功。 2、提升重物 本身是目的, 有利用价值, 是有用功

G

一、有用功、额外功、总功
? 1、有用功(W有):对人们有用的功。 W有=Gh——提升物体 ? 2 、额外功(W额):人们不需要但又不 得 不做的功。 ? 3 、总功(W总):有用功与额外功的总和 W总=FS----- (运用机械时动力F所 做的功) ? 4 、三者关系: W总= W有+ W额

1.用水桶从井中提水时,所做的有用功是 对水做的功 ,额外功是 对桶做的功,总 功是 对桶和水做的功 。

2.如果桶掉到井里,从井里捞桶时,捞上来 的桶里带了一些水,有用功是 对桶做的功 , 对桶和水做的功。 额外功是对水做的功 ,总功是

1
对沙子做功

2
对沙子做功

3
对沙子做功

1

对桶做功 克服重力做功

2

对桶做功

3

对口袋做功

对滑轮做功

对滑轮做功

二、机械效率
我们总希望,有用功占总功中的份额越大越好 1、定义:有用功跟总功的比值,叫做机械效率。 F

W W 有用 2 : ? ? % ? 有用 . 公式 100 ? ? ? W WW ? 总 有用 额外
3讨论 . :由于 额外? 0 W 存在 总 ?W ,W 有用 当 额外? 0 ,W ?W , W 时 总 有用 这时 ?1 理想情况 ? ( )
正确理解机械效率,关键是明确三种功
忽略我的重力和摩 擦,我的机械效率 是等于1;其它任 何情况,我的机械 效率都小于1。

? 任何机械 1 实际情况 ?? ( )

G

例题:起重机把质量为0.6t的重物提升了3m,而它的电动 机所做的功是3.4×104J,起重机的效率是多少?
解: 物体所受的重力

G=mg=0.6 ×103 kg ×10 N / kg=6 × 103 N
起重机提升重物所做的功是有用功

W有用 = Fh=G h=6 × 103 N ×3m=1.8 × 104 J
起重机的电机所做的功是总功 W总=3.4× 104J 起重机的机械效率是:

??

W有 W总

1.8 × 104 J =53 ___________ = 3.4 × 104 J

%

练习:
1.用一个动滑轮,将200N的物体匀速提升2m高, 拉力F为120N,此动滑轮的机械效率是多少? 分析:解题的关键是要注意用动 滑轮提起重物时,动力F把绳子 末端拉起的距离是被提起高度的 2倍。即S=2h。 已知:G=200N, h=2m,F=120N,s=2h=4 m. 求: 解:W有=Gh=200N×2m=400J W总=Fs=120N×4M=480J ∩=W有/W总×100℅ =400J/480J×100% =83.3%

2.某人用如图所

示的滑轮组提升2000N的 重物,使用的拉力是800N,绳子自由端被拉下4m。 求:(1)这个人做的总功?(2)有用功(3) 额外功?(4)这个滑轮组的机械效率?
解 : (1)W总 ? FS ? 800 N ? 4m ? 3200 J

(3)W额 ? W总 ? W有 ? 3200 J ? 2000 J ? 1200 J
( 4)? ? W有 W总 2000 J ? ? 62.5% 3200 J

S 4 (2)W有 ? Gh ? G ? ? 2000 N ? m ? 2000 J n 4
F

G

实验探究: 机械效率总是一定的吗?
? 实验器材: ? 如图所示
F F

G



G G



三、实验探究:
测滑轮组的机械效率

讨论: 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?
钩码重G 拉力F 钩码上升的高度h 拉力通过的距离s

实验器材: 刻度尺、钩码、弹簧测力计、滑轮 组两个、铁架台、长约2m的细绳。

钩码重G/N 钩码上升高度 h/m 有用功W有/J 拉力F/N 绳端移动距离 S/m 总功W总/J
?

2 0.1 0.2 0.8 0.3

2 0.1 0.2 0.6 0.5

4 0.1 0.4 1 0.5

0.24

0.3

0.5

影响滑轮组机械效率的 因素
? ? ? ? 1、滑轮组轮与轴及轮与绳之间的摩擦 2 、动滑轮的自重 3、所提升的物重 4、机械效率与省力多少无关、与功率大 小无关、与重物被提升的高度无关!

实验结论:

任何一个机械的机械效 率都不是固定的,应该 提高机械的机械效率。

提高机械效率的方法
1、减小机械间的摩擦力。

例如:加强机械运动部位的润滑.
2、改进机械的结构,减小机械自重

例如:动滑轮太重,使滑轮组机械效率很低, 换用较轻滑轮就可提高其机械效率。 3、 增加物重。

1、关于机械效率,以下说法正确的是: A、机械效率总小于1; B、单位时间里做功越多的机械,机械效率越高; C、做功越多的机械,机械效率越高; D、省力越多的机械,机械效率越高。

2、某机械的机械效率是75%,这说明使用这一装置做功: A、总功是额外功的3倍; B、有用功是额外功的3倍; C、总功是有用功的3倍; D、额外功占总功的3/4。

3、为了提高滑轮组的机械效率,以下做法中正确的是: A、以较快的速度匀速提升重物; B、以较慢的速度匀速提升重物; C、增加承担物重的绳子股数; D、把滑轮做得更轻巧,减小滑轮在转动过程中的摩擦;

4.利用同一滑轮组, 分别把G1 , G2 , G3 3个重力 不同的物体提高相同高度, 若G1 ? G2 ? G3 , 不计摩擦, 则下列关系正确的是 :

A. 1 ? ?2 ? ?3 ; ?

B.W有用1 ? W有用2 ? W有用3 ;

C. 总1 ? W总2 ? W总3 ; W
D.W额外1 ? W额外 2 ? W额外3 .

5、一辆汽车不小心开进了泥潭中,司机取来一 套滑轮组欲将汽车从泥潭中拉出,如下图所示。 若车重为8×104N,汽车受到的阻力为车重的 0.03倍,滑轮组的机械

效率为80%,问:(1) 该司机至少需用多大的力才能将汽车从泥潭中拉 出?(2)若拉动汽车时,汽车前进的速度为 0.1m/s,则司机做功的功率是多少?


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