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1、第十二章 简单机械第3节 机械效率,新课导入,小明家最近买了一处新楼房，家在三楼。想把洗手间、厨房装修一下，需把沙子运到三楼。请同学们根据需要，选择器械帮助小明家解决这个问题，看看哪个小组选的办法最好？,请学生发表自己的见解，提出各种方案。并对各个方案进行讨论，比较优缺点。,学 生 讨 论,学 生 讨 论,对砂子做功,对空桶做功,克服自身重力做功,并不需要做 但又不得不做的功,对人们有用必须做的功,他的目的是：,把沙子运上三楼,手提水桶提沙子,(一)有用功和额外功,1.有用功（W有）：为了达到工作目的，必须做的功,2.额外功（W额）：为了达到工作目的，并非我们所 需要但又不得不做的功,3.总
2、功（W总）：动力所做的所有功,即有用功与额外功的总和,W总=W有+W额,用水桶从井中提水的时候,所做的功哪部分是有用功,哪部分是额外功?,提水所做的功是有用功;提水桶所做的功是额外功。,如果桶掉到井里,从井里捞桶的时候,捞上的桶里带了一些水,这种情况下哪部分是有用功,哪部分是额外功?,提水桶所做的功是有用功;提水所做的功是额外功。,想一想；议一议：,对砂子做功,对空桶做功,对动滑轮做功,议一议：,对砂子做功,对口袋做功,对动滑轮做功,另两种提沙方法中做的有用功、额外功、总功分别是哪些？,动滑轮提水桶提沙子,动滑轮提口袋提沙子,理解机械的三种功,要提升G，同时必须将动滑轮也提升。这时，你要克服动
3、滑轮重力和摩擦而额外做功，否则你不能完成任务。这部分功无利用价值而又不得不做，是额外功。,提升物体G是目的,有利用价值,是有用功,要实现目的，完成有用功,必须施加动力F对滑轮做功，动力所做的是总功,如：用竖直方向上的滑轮提升物体G,无论采取那种方法都必须做的功。即：为达到目的所必须做的功。,（1）举高重物时：,W有用=G物h,W有=f摩擦S物,（2）在粗糙水平面上移动物体时：,有用功,并非人们需要但又不得不做的功,（1）克服机械自重做功：,W额外=G动滑轮h,使用动滑轮或滑轮组时：,（2）克服机械间的摩擦做功：,使用斜面时：,W额外=f摩擦L,额外功,动力对机械所做的功.有用功和额外功的和等于
4、总功。,W总=W有用+W额外,公式（1）：,公式（2）：,W总=F动力S动力,作用在机械上的动力,动力作用点移动的距离,总功,W有1=G沙 h,三种提沙方法中的W有、W额、W总分别为多少？,方法2：,方法3：,W额1=（G桶+G人）h,W总1=（W有1+W额1）,方法1：,=100N6m,=600J,=(20N+400N)6m,=2520J,=3120J,W有2=G沙 h=600J,W额2=（G桶+G轮）h,W总2=（W有2+W额2）,=(20N+10N)6m,=180J,=780J,W有3=G沙 h=600J,W额3=（G袋+G轮）h,W总3=（W有3+W额3）,=(5N+10N)6m,=9
5、0J,=690J,算一算：,(二)机械效率,（1）机械效率通常用百分数表示，没有单位.,1.定义：有用功跟总功的比值叫机械效率（）,（2）机械效率总小于1.,（因为有用功总小于总功）,2.公式：,%,3.特点：,有用功跟总功的比值叫机械效率,有用功总小于总功,所以机械效率总小于1,公式：,(1)机械效率一般用百分数表示，没有单位,(二)机械效率,(2)思考：机械效率会大于吗?为什么?,机械效率,有用功跟总功的比值叫机械效率,有用功总小于总功，所以机械效率总小于1,公式,【实验目的】1学习安装滑轮组2学习测滑轮组的机械效率3学习计算滑轮组的机械效率,（三）测量滑轮组的机械效率,视频：测量滑轮组的
6、机械效率,播放,停止,测滑轮组的机械效率：,实验原理,实验器材,注意事项,弹簧测力计、刻度尺、铁架台、滑轮、细线、钩码。,竖直向上，缓慢拉动测力计。,实验1保持动滑轮重一定，改变钩码重力。,结论：动滑轮重一定,物重越大，机械效率越高。,1,0.1,0.5,0.3,0.1,0.15,83.3,88.9,0.45,0.24,0.2,0.4,0.3,1.5,0.1,4,2,0.1,0.8,0.3,66.7,=0.5N,=0.8N,=1.5N,2.条件：物重一定,实验2保持钩码重力一定，改变动滑轮重。,结论：物重一定，动滑轮越重，机械效率低。,1.（2015.广州）如图所示，手用F1的力直接将物体B匀
7、速提升h，F1做功为300J；若借助滑轮组把B匀速提升相同高度，滑轮组机械效率是30%，则F2做功为 J,1000,【解析】用F1的力直接将物体B匀速提升h，F1做功为300J，即有用功：W有=300J，滑轮组把B匀速提升相同高度，F2做功是总功，由 得，F2做的功：,2.（2015.南充）如图所示，沿斜面向上拉一个重为4.5N的物体到斜面顶端，斜面长1.2m，高0.3m，拉力做功为2.16J，则这个斜面的机械效率是%，物体受到的摩擦力是 N,【解析】有用功：W有用=Gh=4.5N0.3m=1.35J；总功：W总=2.16J；斜面的效率：额外功：W额=W总-W有用=2.16J-1.35J=0.
8、81J，因为W额=fs，所以摩擦力大小：,62.5,0.675,3.下列关于机械效率的说法正确的是()A.机械效率不可能达到100%B.随着科学技术的发展,机械效率可能会大于100%C.滑轮组的机械效率一定大于动滑轮的机械效率D.杠杆的机械效率一定大于动滑轮的机械效率,【解析】科技无论怎么发展,机械元件之间的摩擦都不能消除,机械效率不可能达到100%,更不会大于100%,所以选项A正确,选项B错误。滑轮组的机械效率、动滑轮的机械效率、杠杆的机械效率高低,跟机械的重、提起物体的重、摩擦、绳重等有关,在这些 不能确定的情况下不能确定哪种机械的机械效率更大一些。选项C、D都错误。故选A。,A,4.如
9、图所示,工人师傅用250N的力将重400 N的物体匀速提升1 m,在此过程中滑轮组的机械效率是()A.80%B.62.5%C.125%D.20%,【解析】由题图可知,该滑轮组有2段绳子吊着物体,故s=2h=21m=2 m,F=250N,所以W总=Fs=250N2 m=500 J。已知物体的重力和物体上升的高度:G=400N,h=1m,则W有=Gh=400N1 m=400J,故,故选A.,A,5.某实验小组进行测量滑轮组机械效率的实验,先用弹簧测力计测量钩码的重力G(如图甲),再按图乙所示连接方式组装好滑轮组,并分别记下钩码和弹簧测力计的起始位置。(1)图甲中弹簧测力计的示数为N。,(2)图乙中
10、,为了测量绳子自由端的拉力F,A同学认为应该在弹簧测力计静止时读数,B同学认为应该在缓慢匀速提升时读数,正确的是(选填“A”或“B”)同学的方法。(3)按照正确的测量方法,测出拉力F与钩码所受重力G的大小关系为F(选填“”“”或“=”)。(4)实验中要分别记下钩码和弹簧测力计的起始位置,是为了_。,【解析】本题考查滑轮组机械效率的测量。(1)分析图甲可知,弹簧测力计示数为2N。(2)因为滑轮组工作时的额外功有一部分是摩擦力产生的,且只有拉动时才能产生摩擦力,所以应该在缓慢 匀速提升时读数。(3)钩码由3根绳子承担,理 论上拉力为钩码重力的三分之一,但因有摩擦力和要同时拉起滑轮,所以按照正确的测
11、量方法,测出拉力F与钩码所受重力G的大小关系为F大于。(4)实验中要分别记下钩码和弹簧测力计的起始位置,是为了测量钩码上升的高度和弹簧测力计移动的距离。,5.某实验小组进行测量滑轮组机械效率的实验,先用弹簧测力计测量钩码的重力G(如图甲),再按图乙所示连接方式组装好滑轮组,并分别记下钩码和弹簧测力计的起始位置。(1)图甲中弹簧测力计的示数为N。,2,(2)图乙中,为了测量绳子自由端的拉力F,A同学认为应该在弹簧测力计静止时读数,B同学认为应该在缓慢匀速提升时读数,正确的是(选填“A”或“B”)同学的方法。(3)按照正确的测量方法,测出拉力F与钩码所受重力G的大小关系为F(选填“”“”或“=”)。(4)实验中要分别记下钩码和弹簧测力计的起始位置,是为了_。,B,测量钩码上升的高度和弹簧测力计移动的距离,1有了坚定的意志，就等于给双脚添了一对翅膀。2一个人的价值在于他的才华，而不在他的衣饰。3生活就像海洋，只有意志坚强的人，才能到达彼岸。4读一切好的书，就是和许多高尚的人说话。5最聪明的人是最不愿浪费时间的人。6不要因为怕被玫瑰的刺伤到你，就不敢去摘玫瑰。7大多数人想要改造这个世界，但却罕有人想改造自己。8命运把人抛入最低谷时，往往是人生转折的最佳期。谁若自怨自艾，必会坐失良机！,
