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3.3认识简单机械 机械效率

发布时间:2013-11-27 12:29:09  

机械效率

思考

省力杠杆和动滑轮 这些能省力的机械能否 省功?
l1=2l2、F2=2F1
F1

W1=F1s1 W2=F2s2

F2

s1=2s2
W1=W2

F
h2 h1

都使 不用 省任 功何 机 械

2h

F
h h

想想 议议
你 会 选 哪 种 方 法 呢 ?
乙 甲 丙

乙 甲



甲 做 的 功

对沙子做功 对桶做功
克服自身重力做功

对沙子做功 乙 做 的 功 对桶做功 对滑轮做功 丙 做 的 功

对沙子做功 对口袋做功 对滑轮做功

乙 甲



对沙子做功 600J

对沙子做功 600J

对沙子做功 600J

甲 对桶做功 2520J
克服自身重力做功

3120J 乙 对桶做功 180J
对滑轮做功

780J 丙 对桶做功 90J
对滑轮做功

690J

一、有用功、额外功、总功
有用功 W有用 :必须要做的这部分功 额外功W额 :人们不需要但又不 得不做的功
总功 W总:有用功与额外功的总和,即 W总=W有+W额

乙 甲



对沙子做功 600J

对沙子做功 600J

对沙子做功 600J

甲 对桶做功 2520J
克服自身重力做功

3120J 乙 对桶做功 180J
对滑轮做功

780J 丙 对桶做功 90J
对滑轮做功

690J

请说出有用功、额外功和总功分别是多少?

乙 甲



对沙子做功 600J

对沙子做功 600J

对沙子做功 600J

甲 对桶做功 2520J
克服自身重力做功

3120J 乙 对桶做功 180J
对滑轮做功

780J 丙 对桶做功 90J
对滑轮做功

690J

请分别算出以上三种方法做功:有用功在总功中占的百分比?

乙 甲



对沙子做功 600J

对沙子做功 600J

对沙子做功 600J

甲 对桶做功
2520J
克服重力做功

3120J

乙 对桶做功
180J
对滑轮做功

780J 丙 对桶做功 90J
对滑轮做功

690J

19%

76%

86%

二、 机 械 效 率
1.定义:有用功与总功的比值叫机械效率.

W有用 2.表达式: ? ? ? 100 % W总

分组讨论:
有没有机械效率为100%的机械?为什么?

没有!因为有用功总小于总功,所以 机械效率总小于1

机械效率:有用功跟总功的比值

W有用 η=————×100% W总
W有用 η=——————×100% W有用+W额外

提高机械效率有重要的现实意义 请谈谈我们可以采取哪些措施来提高 机械效率?
(1)减小摩擦
(2)减小机械本身的重力

测量斜面的机械效率
1、使用斜面提升物体:
有用功

W : 有用 额外功 : W额 W总=W有+W额

总功 :

W总

2、参考器材:
长木板、小木块、弹簧测力计、刻度尺

3、探究过程:
⑴组装器材 ⑵进行实验

⑶分析数据,得到结论

⑵实验过程:
①测量小木块的重量,记录数据; ②把小木块用弹簧秤沿斜面匀速向上拉; 分别记录拉力F、 ③木块沿斜面移动的距离S、木块上升的 高度h。

④改变斜面的倾斜程度,重复步骤②。

⑶注意事项:
①要匀速拉动物体。 ②拉力要与斜面平行。

③及时记录数据。

4、记录表格:
斜面倾 木

块重量 斜面高度 拉力 斜程度 G/N F/N h/m 斜面长

s/m

有用功 W有/J

总功 W总/J

机械效率

较缓 较陡 很陡

从实验过程和数据中有什么新发现?
斜面越陡,越不省力;斜面越陡,机械效率越高。

张明用如图所示的滑轮组做“测滑轮组的机 械效率”的实验时。每个钩码重均为0.5牛.将 钩码匀速向上提升20厘米,拉力F为1牛.问: 1)对钩码做的有用功是多少?总功是多少?

2)滑轮组的机械效率是多少?
3)滑轮组在哪些方面消耗了额外功?
F=1N

解:
滑轮组提高物体的力等于物体的重力 F=G=0.5 N×4 = 2N 滑轮组提升重物所做的有用功 W有=Gh =2N×0.2m=0.4J 滑轮组做的总功
?

W总=FS =1N×0.6m=0.6J 因此,滑轮组的机械效率 η=W有/W额 = 0.2J/0.4J=50%

小结:
1、有用功、额外功、总功
W有用 ? 100 % 2、机械效率 ? ? W总

3、斜面的机械效率与坡度和斜面的 光滑程度有关


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