12.3 机械效率 课件 2022-2023学年人教版物理八年级下册

第十二章 第3节 机械效率 复习: 1、做功的过程就是能量转化或转移的过程。 人使用机械对物体做了功,物体获得了能量。 思考:人在使用机械提升物体时能省功吗?(节省能量) S=2h=4m 解:F=1/2(G物+G动)=11N 能量不可能凭空产生或消失,使用机械不能节省能量(省功),甚至还要消耗更多的能量。 物体克服重力做功:W物=G物h=20N×2m=40J 动滑轮克服重力做功:W动=G动h=2N×2m=4J 拉力做功:W=FS=11N×4m=44J 例:物重G物=20N,动滑轮重G动=2N,物体向上运动距离为2m,忽略绳重与摩擦,求: (1)人的拉力F; (2)绳子自由端运动的距离S; (3)物体克服重力做的功; (4)动滑轮克服重力做的功。 (5)拉力做的功; 1、有用功:直接对物体所做的功(工作目的) 2、额外功:由于机械自重和摩擦等因素影响,而不得不做的功(无用付出) 3、总功:使用机械做的全部功(实际付出) W总 = W有 + W额 一、有用功和额外功 使用机械的目的: 改变力的方向 省力 省距离 不能省功,但在保证所做有用功一定时,额外功越少越好! 思考:大批工程师不断改良蒸汽机地目的是什么? 初期蒸汽机热效率3% 1840年凝汽式蒸汽机热效率8% 20世纪蒸汽机热效率达20%以上 现代汽油机热效率大概25%~40% 现代柴油机热效率大概35%-51% 1.定义:有用功跟总功的比值。 二、机械效率 2.公式: η 读音:艾塔 3.机械效率总小于1,用百分数表示。 原因: 克服机械自重做功 (杠杆、动滑轮、绳子) 克服摩擦做功 (摩擦只能减小,不能消除) 起重机把质量为0.5t的重物匀速提升了3m,而它的电动机所做的功是3.4×104J,起重机的机械效率是多少? 例(教材): 解: G=mg=0.5×103kg×10N/kg=5×103N W有=Gh=5×103N×3m=1.5×104J 1.关于机械效率的说法中正确的是( ) A.越省力的机械,效率越高 B.做有用功越多的机械,效率越高 C.做相同的功,额外功的值越小,效率越高 D.做功越快的机械,效率越高 C 练习: 2.如图,忽略绳重和摩擦,用拉力F拉着10 N的重物匀速上升,绳子自由端移动2 m,动滑轮重力2 N,求: (1)拉力F; (2)物体上升的距离; (3)有用功,总功,机械效率。 练习: F F 思考: 各种滑轮组的机械效率相同吗? 滑轮组的机械效率可能与哪些因素有关? 实验:测量滑轮组的机械效率 实验原理: 实验设计: 1、保持动滑轮G动、物重G物不变,改变物体提升高度h,测量机械效率; 2、保持动滑轮G动、物重G物不变,改变滑轮组绕线方式,测量机械效率; 3、保持动滑轮G动不变,改变物重G物,测量机械效率; 4、保持物重G物不变,改变动滑轮G动,测量机械效率; 注意:缓慢(匀速)拉动 实验猜想: 与h、绕线方式、G动、G物 物重G/N 提升 高度 h/m 有用功W有/J 拉力 F/N 移动 距离 s/m 总功 W总/J 机械 效率 η 1 2 3 实验记录: 实验:测量滑轮组的机械效率 实验:测量滑轮组的机械效率 现象:机械效率与运动距离、绕线方式无关。 实验记录: G动、G物一定,改变h、绕线方式 实验:测量滑轮组的机械效率 物重G/N 提升 高度 h/m 有用功W有/J 拉力 F/N 移动 距离 s/m 总功 W总/J 机械 效率 η 1 2 3 0.1 0.2 0.2 1 0.1 0.2 1 1 0.2 0.6 0.2 0.6 0.4 0.6 0.4 0.12 0.24 0.24 83.3% 83.3% 83.3% 现象:动滑轮重一定,物体越重,机械效率越高。 实验记录: G动一定,改变G物 实验:测量滑轮组的机械效率 物重G/N 提升 高度 h/m 有用功W有/J 拉力 F/N 移动 距离 s/m 总功 W总/J 机械 效率 η 1 2 3 0.1 0.2 0.4 1 0.1 0.1 4 2 0.1 0.5 0.3 0.3 1.5 0.8 0.3 0.15 0.45 0.24 83.3% 88.9% 66.7% 实验记录: G物一定,改变G动 实验:测量滑轮组的机械效率 物重G/N 提升 高度 h/m 有用功W有/J 拉力 F/N 移动 距离 s/m 总功 W总/J 机械 效率 η 1 2 0.1 0.8 0.3 2 2 0.1 0.7 0.4 现象:物重一定,动滑轮越重,机械效率越低。 0.2 0.2 0.24 83.3% 0.28 71.4% F 三、滑轮组的机械效率 滑轮组机械效率:(忽略绳重与摩擦) 与运动距离、绕线方式无关; 物体越重,动滑轮越轻,机械效率越大。 实验推论: (忽略绳重与摩擦) (普适) 三、滑轮组的机械效率