11.5 机械效率 课件-2025-2026学年苏科版九年级上册物理

11.5 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: <1 二、机械效率 定义:有用功跟总功的比值。 公式: 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 。 音标/'i:t /,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 = 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 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 = = 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 = G+G动 G = 即: 即: = 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(轮与轴及轮与绳之间) (减小摩擦可以减少额外功,提高机械效率) 如:加强机械运动部