3.4.4 简单机械课件--2023-2024学年浙教版科学九年级上册

第四课时 机械效率 1. 有用功（W有）：提升重物的过程中，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. 总功（W总）： 即有用功与额外功的总和。 s h W有 = G1h 人的拉力F（动力）对动滑轮（机械）所做的功 W总= F动力 S动力 一般不直接计算 （滑轮自重、摩擦等） 借助动滑轮用F的拉力将重为G1 的物体提升h 高度 F G1 W总= W有+W额 总功=人提供的能量 有用功=重物增加的势能 额外功=动滑轮增加的势能 + 摩擦产生的内能 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。 区分有用功与额外功 工人用桶提沙子，将沙子运上二楼请分别计算出有用功、额外功和总功分别是多少？ 一、有用功、额外功、总功 沙子重80 N ; 人体重400 N ; 桶重 20 N ; 地面到二楼高 6 m 3m 3m 对沙子做功 对桶做功 W1 = 480 J 克服自重做功 总功 3000J 额外功2520 J W2 = 120 J W3 = 2400 J 有用功480 J 你能算出有用功在总功中占的百分比吗？ W有用 W总 ×100% = 16% 480J 3000J ×100% = W总= W有+W额 ①机械效率通常用百分率表示没有单位 。 ②由于存在额外功，有用功总小于总功，所以机械效率总小于100% 即：η<1 二、机械效率 定义：有用功跟总功的比值。 公式： 【p97】 在使用机械工作时，有用功在总功中所占的比例越多越好。它反映了机械的一种性能，物理学中表示为机械效率η。 音标/'i:tə/，中文读音为“伊塔” 问题①：你希望额外功大一些还是小一些？ F 滑轮组的机械效率是78%，它表示什么意思？ 使用滑轮组提升重物时所做的有用功跟总功的比值是78%，也可以说有用功在总功中占有78 %，另外的22％是额外功。 问题②：你用滑轮组提升重物的过程中，需要做哪些额外功？ ①克服动滑轮自重做功 ； ②克服摩擦力做功 ③克服绳子自身重力做功 额外功小一些较好。 A 1. 关于机械效率，以下说法正确的是（ ） D. 省力越多的机械，机械效率越高 C. 做功越多的机械，机械效率越高 B. 单位时间里做功越多的机械，机械效率越高 A. 机械效率总小于1 2.某机械的机械效率是75%，这说明使用这一装置做功 ( ) D. 额外功占总功的3/4 C. 总功是有用功的3倍 B. 有用功是额外功的3倍 A. 总功是额外功的3倍 B 【例1】如图所示的动滑轮，用280牛的力提升重为400牛的重物，动滑轮重60牛，要使重物上升2米，求：该动滑轮的机械效率？（摩擦及绳的重力不计） 三、机械效率——动滑轮 总功 即拉力所做的功是： W总 = Fs = 280牛×4米 = 1120焦 有用功 即提升重物所做的功是： W有 = G物h = 400牛×2米 = 800焦 η = W有用 W总 ×100% = 800焦 1120焦 ×100% ≈ 71.4% 拉力移动距离为 s = 2h = 4米 四、机械效率——滑轮组 F 实验原理 注意事项 竖直向上，缓慢拉动测力计。 这里利用机械效率的公式，简单推导滑轮组机械效率计算的展开式（） 实验次数 钩码重G/N 钩码上升的高度h/m 有用功W有/J 拉力F/N 拉力移动距离s/m 总功W总/J 机械效率η 1 0.50 0.030 0.015 0.30 0.087 0.026 57.47% 2 1.00 0.030 0.030 0.40 0.091 0.036 88.69% 3 1.50 0.030 0.045 0.59 0.086 0.050 88.76% 四、机械效率——滑轮组 结论： 同一滑轮组, 提升物重越大，机械效率越高。 通过公式推导也能得到如下结论 η = = 关于测量滑轮组机械效率的几点说明： = = = 1.在测滑轮组的机械效率时，可以不测量S和h； 2.若不考虑绳重和摩擦，只计动滑轮重时： F=(G+G动)/n η = G+G动 G η= 即： 即： η= G+G动 G F 结论①：动滑轮重一定,物重越大，机械效率越高。 结论②：物重一定，动滑轮越重，机械效率低。 摩擦、绳重（轮与轴及