10.5 机械效率（课件）-2023-2024学年八年级物理下册同步精品课堂（沪科版）

10.5 机械效率 第10章 机械与人 教师 xxx 沪科版 八年级下册 有用功、额外功、总功 实验探究机械效率 机械效率 01 03 02 CONTANTS 目 录 情景引入 引入 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。 现代社会是讲求“效率”的社会，时时、事事、处处都追求高效率，以尽可能少的消耗能源，取得尽可能多的效益。 提高机械效率可以充分地发挥机械设备的作用，对节能减排、提高经济效益有重要的意义。 那么，怎样提高机械效率呢？ 提高学习效率 提高机械效率 有用功、额外功、总功 01 三种方式做功的内容 1 对沙子做功 对水桶做功 克服人自身重力做功 2 对沙子做功 对水桶做功 对滑轮做功 3 对沙子做功 对口袋做功 对滑轮做功 7 =Gh =100 N×3 m =300 J W3 =Gh + f h + Gh =100 N×3 m + 5 N×3 m + 20 N×3 m = 300 J + 15 J + 60 J = 375 J W2 =Gh +f h =100 N×3 m + 5 N×3 m =300 J +15 J = 315 J 虽然使用机械能省力或改变作用力方向，但是由于机械自重或摩擦等影响，需要做额外功。 W1 有用功、额外功、总功 有用功300 J 目的 没用但不得不做 额外功75 J 克服动滑轮重做功60 J 克服物体重做功300 J 克服摩擦力做功15 J 有用功、额外功、总功 W3 = 375 J 动力对机械所做的功。 克服机械自重和摩擦力所做的无用功， 但又不得不做。 对人们有用的功；在数值上等于直接用手对物体做的功。 有用功“W有”： 额外功“W额”： 总功“W总”： 人们总希望有用功占总功的比例越大越好。 为了表示这个比例，物理学中引入了“机械效率”。 有用功、额外功、总功 W总= W有 + W额 机械效率 02 机械效率 1.定义：有用功跟总功的比值叫做机械效率。 2.公式： 3.意义： 表示机械做功时，有用功在总功中所占的比例，是机械性能的重要指标。 4.因为 W有用 < W总 ，所以， η < 1。 机械效率一般用百分数表示，没有单位 5.一些机械的机械效率 柴油机:28%～40% 起重机:40%～50% 抽水机:60%～80% 适当增大物重 ①减小机械自重； 使用较轻滑轮 ②减小机械摩擦； 定时润滑 ③增大有用功。 6.怎样才能提高机械的效率（减少额外功） 例题：起重机把质量为0.5t的重物匀速提升了3m,而它的电动机所做功3.4×104J，起重机的机械效率是多少？g取10N/kg. 解： 起重机匀速提升重物所用的力与物体所受的重力大小相等： F=G=mg =0.5×103kg×10N/kg=5×103N 起重机提升重物所做的有用功： W有=Fh=5×103N×3m =1.5×104J 起重机的电机做的总功： W总=3.4×104J 因此，起重机的机械效率： 有没有机械效率为100%的机械？为什么？ 师生互动 1.机械效率高低只表示有用功占总功的比值大小，不能说明做有用功多少； 2.机械效率是有用功跟总功的比值，只有大小，没有单位； 3.由于额外功总是存在，有用功总是小于总功，所以机械效率总是小于1； 4.机械效率是标志机械做功性能好坏的物理量，机械效率越高，机械性能越好； 5.机械效率高低与做功多少，功率大小，是否省力，提升高度无关。 16 实验探究机械效率 03 实验原理 实验器材 测量滑轮组机械效率 测量的物理量 G ---- 物体的重力 h ---- 物体升高的高度 F ---- 绳子自由端的拉力 s ---- 绳子自由端移动的距离 刻度尺、弹簧测力计、钩码、铁架台、“一定一动”的滑轮组、“二定二动”的滑轮组和长约2 m的细绳． 实验探究 1.测出钩码的重力G，并记录表中 2.先后按如图所示的三种情况，将实验器材安装好。 3.匀速拉动弹簧测力计，使钩码G匀速上升，读出弹簧测力计所示拉力F的值 ，从刻度尺读出钩码升高的距离h和绳子自由端移动的距离S，记录数据在表格中。 实验步骤 滑轮组 钩码重/N 钩码上升高度/m 有用功/J 弹簧测力计示数/N 绳子自由端移动距离/m 总功/J 机械 效率 （a） 1 0.1 0.1 0.4 0.3 0.12 83% （b） 1 0.1 0.1 0.3 0.5 0.15 67%