11.5 机械效率 -2024-2025学年苏科版物理九年级上册

机械效率 学习目标 1.通过自学了解什么是有用功，额外功，总功 2.通过生活实例了解什么是机械效率，并且如何计算 提出问题 人为什么要使用机械？ 要把重100N的沙子运上三楼。下图画了2种办法。 哪种办法好，why？ 提出问题 人提升沙桶的过程中，分别对谁做功？ ②人做功 ①人做功 1.对沙子做功 2.对桶做功 3.克服自重做功 1.对沙子做功 2.对桶做功 3.对动滑轮做功 使用动滑轮可以更省力，是否也能省功呢？ 使用动滑轮能否省功 结论：使用动滑轮比直接提升物体________。 不省功 利用动滑轮提升重物多做的功源于哪里呢？ 使用动滑轮的确省了一半的力，但拉力移动的距离增加了一倍，加上动滑轮的自重、摩擦等因素的影响，使用动滑轮提升重物非但不省功，还要费功。 推论：使用任何机械都_________ 。 不省功 额外功 使用机械时，在做有用功的同时，人们不需要但又不得不做的功，叫作额外功 有用功 使用机械时，我们必须做的功，叫作有用功 实现目的而做的功 克服机械自身（如动滑轮、绳子）的重力和摩擦等而做的功 有用功+额外功是总共做的功，叫总功 即：W总=W有用+W额外 总 功 动力对机械所做的功 理解机械的三种功 1、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？ 水克服自身重力所做的功是有用功； 水桶克服自身重力所做的功是额外功。 2、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？ 水桶克服自身重力所做的功是有用功； 水克服自身重力所做的功是额外功。 【例题】 1、卖茶杯的人，从货架上拿起茶杯；喝茶水的人，从桌面上端起盛茶水的茶杯，就两人克服茶杯重力做功的下列说法中正确的是（ ） A．都是有用功 B．都是额外功 C．对喝茶的人而言是有用功 D．对卖茶杯的人而言是有用功 请计算出下列三种情况的有用功、额外功和总功分别是多少？ 1 对沙子做功： W有=600J 对桶和克服自身重力做功： W额=120J+2400J=2520J 总功： W总=3120J 2 对沙子做功： W有=600J 对桶滑轮做功： 总功： 对沙子做功： W有=600J 对口袋和滑轮做功： 总功： W额=60J+120J=180J W总=780J 3 W额=60J+30J=90J W总=690J 例题 请算出刚才例题三种办法中有用功在总功中占的百分比。 1 对沙子做功： W有=600J 对桶和克服自身重力做功： W额=120J+2400J=2520J 总功： W总=3120J 2 对沙子做功： W有=600J 对桶滑轮做功： 总功： 对沙子做功： W有=600J 对口袋和滑轮做功： 总功： W额=60J+120J=180J W总=780J 3 W额=60J+30J=90J W总=690J 导入新课 种子的发芽率 树的成活率 油烟净化率 工作效率 “率”=有用量/总量，表示事物某一方面的优劣。 什么是机械效率 在使用机械工作时，有用功在总功中所占份额越多越好。它反映了机械的一种性能，物理学中表示为机械效率。 1、定义：有用功跟总功的比值。 3、物理意义：反映机械性能优劣的物理量。在使用机械工作时，有用功在总功中所占份额越多越好。机械效率的高低反映了使用机械时性能的好坏。机械效率高，性能好；反之亦然。 2、公式： W有用 W总 η＝ η——希腊字母，读yita(伊塔) 什么是机械效率 机械效率会大于１吗？为什么？ 不会。因为额外功总大于0，所以机械效率总小于1 。 4、机械效率η一般用百分数表示，总小于1，无单位。 实际：η<1 （理想： η=1） 机械效率的理解 如图，起重机的机械效率是60%，它表示什么意思？ 使用起重机提升重物时所做的有用功跟总功的比为60%。也可以说有用功在总功中占60%，另外额外功占40％。 机械效率与是否省力、功率大小、提升高度、绳子的绕法和做功的多少等都无关。 一些机械的机械效率 2.怎样才能提高机械的效率？ 关键是减少额外功 改进结构，使其合理、轻巧 经常保养、定时润滑 减少机械自重 减少摩擦 在额外功一定时，尽量提高有用功的大小 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 练一练 1、判断下面说法中是否正确？ 1．有用功越多，机械效率越高（        ） 2．额外功越少，机械效率越高（        ） 3．物体做功越慢，机械效率越低（        ） 4．做总功越多，机械效率越低（        ） 5．做相同的有用功，额外功越少，机械效率越高（       ） 6．做相同的总功时，有用功越多，机械效率越高（       ） 7．机械效率越高，越省力（        ） 测滑轮组的机械效率： 实验原理 实验器材 弹簧测力计、刻度尺、 铁架台、滑轮、细线、钩码。 注意：竖直向上，缓慢拉动测力计。 W有用 W总 η＝ 实验：测滑轮组的机械效率 为得出滑轮组的机械效率，需要求出有用功和总功，为此需要测出哪些物理量？每个量怎样测量？ 实验原理： 重力G 重物上升高度h 拉力F 绳子移动距离s 实验：测滑轮组的机械效率 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 1.5 2 0.1 0.1 0.1 0.3 0.3 0.3 0.1 0.15 0.2 0.5 0.7 0.8 0.15 0.21 0.24 66.7% 71.4% 83.3% 实验：测滑轮组的机械效率 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。 2 2 0.1 0.1 0.8 0.7 0.3 0.4 0.2 0.2 0.24 0.24 83.3% 71.4% 如何提高机械效率 根据刚才的实验结论，试想我们怎样提高滑轮组的机械效率呢？ 1、当有用功一定时，尽量减小额外功。例如：采取减轻机械自重和在滑轮轴处加润滑油的办法减小摩擦； 2、当额外功一定时，尽量增加有用功。例如：在机械能承受的范围内尽可能增加物重。 使用普通滑轮组，在竖直拉时，总有： S=n h 使用理想滑轮组（不计绳重与摩擦），在竖直拉时， 不仅有： 还有： S=n h 滑轮组机械效率公式汇总 1、 （不计绳重与摩擦） 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3 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。 练一练 物理模型2：滑轮组平移物体机械效率 在粗糙水平面上移动物体时： W有=f摩·S物 W总=F·S绳 W额克服绳端摩擦做的功 物理模型3：斜面的机械效率 （2）实验过程： 测斜面的机械效率 ①测量小车的重量，记录数据； ②把小车用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉；分别记录拉力F、小车沿斜面移动的距离S、小车上升的高度h； ③改变斜面的倾斜程度，重复步骤②。 测斜面的机械效率 （3）注意事项： ①要匀速拉动物体。 ②拉力要与斜面平行。 ③及时记录数据。 测斜面的机械效率 记录表格： 结论：光滑程度相同的斜面，斜面越倾斜，越费力，机械效率越高。 测斜面的机械效率 影响斜面机械效率的因素有两点 斜面的倾斜程度： 斜面越倾斜，机械效率越高。 斜面的光滑程度： 斜面越光滑，机械效率越高。 测斜面的机械效率 1、理想： W总= FL = W有= Gh 2、实际： W有= Gh W额= fL W总= FL N f G 测斜面的机械效率 斜面的摩擦力f的求法（注意不等于拉力F）： 物理模型4：杠杆的机械效率 W有=G物·h物 W总=F·S W额克服支点处摩擦以及杠杆自重做的功 今日收获 下课！！！！ $$