3.4 简单机械 第3课时 机械效率 课件 2023—2024学年浙教版科学九年级上册

第3章 能量的转化与守恒 第3课时 机械效率 第4节 简单机械 一、有用功、额外功、总功 有用功W有用：为了达到目的而必须要做的功 额外功W额外：利用机械时，人们不得不额外做的功 总功W总：有用功与额外功之和，即 W总=W有用+W额外 注：通常总功指对机械所施加的动力所做的功 W总=Fs W有=G物h W额=fs或=G动h 动力 绳子通过的距离 一个人用水桶从井里打水，有用功是什么？额外功是什么？ 对水做的功为有用功，对桶做的功为额外功。 对桶做的功为有用功，对水做的功为额外功。 想一想 若桶掉到水中，把装满水的桶捞起来，则有用功又是什么？额外功又是什么？ 二、机械效率 有用 总 W W = η ×100% 1.有用功跟总功的比值叫做机械效率 由于存在额外功，有用功总小于总功，机械效率总小于1 。 思考：机械效率会大于１吗？为什么？ 机械效率一般用百分数表示，没有单位 起重机的机械效率是50%，表示什么意思？ 使用起重机提升重物时所做的有用功跟总功的比值是50%。 一般情况下： 滑轮组的机械效率为50%~70% 起重机的机械效率为40%~50% 抽水机的机械效率为60%~80% 机械效率也可以反映机械工作时能量的利用率。 2.对机械效率的理解 （1）机械效率由有用功和总功决定，它表示的是有用功占总功的比例，不能反映有用功或总功的多少。 （2）机械效率总是小于1，这是因为使用任何机械都不可避免地要做额外功，所以有用功总是小于总功。 （3）机械效率不是固定不变的，机械效率反映的是机械在一次做功的过程中有用功跟总功的比值，同一机械在不同的做功过程中，机械效率往往会不同。 （4）机械效率的高低与是否省力、具体做功的多少、物体被提升的高度等无关。 （5）机械效率是表征机械性能的重要指标。机械效率越高，机械的性能越好。 判断：下列说法中是否正确？ 1.做功多的机械，机械效率高。 2.做总功越多，机械效率越低。 3.做相同的有用功，额外功越少，机械效率越高。 4.做相同的总功时，有用功越多，机械效率越高。 5.用不同的滑轮组，做的有用功相同时，机械效率一定相同。 × × × √ √ 6.因为有用功总小于总功，所以机械效率总小于1。 7.做的额外功一定时，总功越少，机械效率越高。 8.有用功在总功中占的比例越大，机械效率越高。 9.机械效率高的机械省功。 10.机械效率高的机械有用功占总功比值大。 √ × × √ √ 3.提高机械效率的途径 （1）在所做有用功不变的情况下减少额外功。如改进结构使机械更合理、更轻巧，尽量减小摩擦力等。 （2）在所做额外功一定的情况下，增加有用功。如在机械能承受的范围内增加每次提起重物的重力。 三、斜面 日常生活中有很多事物应用斜面的原理而达到省力的目的，如楼梯、蜿蜒而上的山路等。 11 1.斜面 斜面也是一种简单机械，使用它可以省力，但要费距离。 2.测量斜面的机械效率 猜一猜：斜面的机械效率可能和哪些因素有关？ （1）斜面的光滑程度 （2）斜面的高度 （3）斜面的长度 （4）…… 实验器材：长木板、小木块、弹簧测力计、刻度尺、小车等。 说一说你的设计思路。 这里我们要研究的是光滑程度一样的斜面，当它的倾斜程度不同时，斜面的机械效率是否相同？ （1）如图所示，将1块长木板的一端垫高，构成一个斜面，用刻度尺测出斜面的长s和斜面的高度h。 （2）用弹簧测力计测出小车的重力。 （3）用弹簧测力计沿斜面把小车从斜面底端匀速拉到顶端，读出弹簧测力计的读数。 实验步骤 （4）改变斜面的倾斜程度，重复步骤2次。 （5）将测量结果记录在下面的表格中。 对光滑程度相同的斜面，斜面的倾斜程度越大，斜面的机械效率越高。 三种简单机械的机械效率 课堂测评 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 A 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 B 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.以较大的速度匀速提升重物 B.以较小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 D 解： 答：有用功是1800J，总功是2160J，机械效率是83.3%。 4.用一动滑轮将重200N的砂子提到9m高的脚手架上，所用力是120N，求有用