11.5 机械效率 课件 2026-2027学年苏科版物理九年级上学期

11.5 机械效率 温故知新 什么是功？ 作用在物体上的力，使物体在力的方向上通过一段距离，就说这个力对物体做了机械功，简称做了功。 功的两要素是什么？ 功的两个必要因素：作用在物体上的力，物体在力的方向上通过一段距离 使用任何机械都不省功 引入新课 种子的发芽率 树的成活率 及格率（优秀率） “率”=有用量/总量，表示事物某一方面的优劣。 1、有用功、额外功、总功 （1）有用功：对完成工作目标有用的功W有用. 如图：将物块提升到一定的高度是我们的目的。 机械的三种功 我们把克服物块重力所做的功叫做有用功。 (2)额外功 对完成工作目标不需要又不得不做的功W额外。 克服滑轮与绳子之间的摩擦阻力做的功以及克服动滑轮的重力做功都属于额外功。 新知讲解 （3）总功 人们把使用简单机械时动力所做的功叫做总功. 如图手的拉力所做的功就是总功。 它等于有用功与额外功之和，用符号表示： W总 =W有用 +W额外 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? 他的目的是：提水 提水所做的功是有用功;提水桶所做的功是额外功。 2.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。 （1）机械效率通常用百分数表示，没有单位. 1. 定义：有用功跟总功的比值叫机械效率（η） （2）机械效率总小于1 . （因为有用功总小于总功） 2. 公式： % 3. 特点： 有用功、额外功、总功 练习 1.有用功：为了达到目的，在做功的过程中，必须做的，对我们有用的功。 2.额外功：不需要但又_________的功。 3.总功：人们在使用机械时，实际施加在机械上的动力所做的功。 4.关系： 。 不得不做 W有 (克服摩擦、机械自重等所做的功) W额外 W总 W总＝W有用＋W额外 学以致用一个人用水桶从井里打水，有用功是什么，额外功是什么？若一个人从井里捞水桶，有用功是什么，额外功是什么？ 答案　有用功和额外功是相对于做功目的而言的，做功目的不同，功的类型不同。用水桶从井里打水，目的是打水，所以对水做的功是有用功，对水桶做的功是额外功；从井里捞水桶，目的是捞水桶，所以对水桶做的功是有用功，对水做的功是额外功。 已知每层楼高3米。砂子重100N，动滑轮重10N，不计摩擦和绳重。利用动滑轮将砂子从一楼拉到三楼过程中， W有、W外、W总分别为多少？有用功与总功的比值是多少？ 这里的有用功和总功的比值，称为机械效率，符号η W有 = G物∙h = 100N×6m = 600J W外 = G轮∙ h = 10N×6m = 60J W总= W有+W外＝600J+60J=660J W有/W总＝600J/660J ≈ 90.91% 机械效率 11 机械效率 1. 机械效率：有用功跟总功的比值叫机械效率（η） 2. 公式： W有 η= --- ×100% W总 一般情况下，因为额外功大于0，所以机械效率总小于1。 注意： 1）有用功所占总功的比例越大，机械效率越高。 2）机械效率与是否省力、功率大小、提升高度、绳子的绕法、做功的多少无关。 2、起重机将0.9 t的货物匀速提升10 m的过程中所做的额外功是6×104 J。该过程中起重机对货物做的功是(　 )J,起重机机械效率是(　　　　)。(g取10 N/kg) 60% 9×104 学以致用 实验：测滑轮组的机械效率 新知讲解 F G1 探究同一滑轮组提升不同重物时，滑轮的机械效率是否相同。 F G2 1、实验目的： 省力 费距离 省力 摩擦力 盘山公路 轮椅斜坡 (1)特点：①使用斜面可以_____，但_______；斜面高度相同时，斜面越长越______； ②由于物体在斜面上运动时会受到________，要做额外功，因而斜面的机械效率小于100%。 (2)生活中的斜面：__________、___________、螺丝钉等。 斜面及其应用 欲将重物从地面移到高台上，可以在地面和高台间架一块长木板，沿斜面将重物拉到高台上，如图11-40所示。这里的斜面就是一种省力的简单机械。使用斜面时可以省力，但要费距离。由于物体在斜面上运动时会受到摩擦力，要做额外功，因而斜面的机械效率小于100%。 与大家讨论一下，在利用斜面提升重物的过程中（如图），有用功、额外功、总功分别指的是哪部分功？ 额外功: 提升物体所做的功：W有=Gh 有用功: 克服物体与斜面间摩擦所做的功：W额=fs 总 功: 沿斜面拉力所做的功：W总=Fs ＝ ＋ W总 W有用 W额外 【斜面】 斜面：f≠F W有=Gh W总=Fs W额：克服动滑轮的重力、绳的重力及摩擦力做功 斜面在生产、生活中应用广泛。如图(a) 所示，在一些建筑物的入口处设置了供轮椅等上下的斜坡，将轮椅沿着这种斜坡推上去比直接抬上去要省力，这体现了社会对残障人士的人文关怀。如图(b) 所示，高山上的公路修得弯弯曲曲，宛如盘龙，也是利用了同样的道理。 (a) 斜坡 (b) 盘山公路 生活中常见的斜面 探究滑轮组的机械效率 5.交流与讨论 根据滑轮组组装示意图及实验数据记录表格，交流讨论。 实验次数 钩码 重G/N 钩码上升高度h/m 拉力F/N 绳端移动距离s/m 机械 效率η 1 1 0.1 0.6 0.3 55.6% 2 2 0.1 1.0 0.3 3 3 0.1 1.2 0.3 结论：同一滑轮组，所提升的物体越重，机械效率越_____。 高 66.7% 83.3% 使用同一滑轮组提升不同物重的物体 (1)实验探究一： 新知讲解 4、斜面的机械效率视频 斜面倾斜程度 斜面材料 斜面高度/m 有用功/J 拉力/N 斜面长/m 总功/J 机械效率 较缓 木板 0.1 0.2 0.7 较陡 木板 0.175 0.3 0.7 很陡 木板 0.24 0.4 0.7 棉布 0.24 0.5 0.7 毛巾 0.24 0.6 0.7 0.1 0.175 0.24 0.24 0.14 0.28 0.21 0.35 0.42 71.4% 83.3% 85.7% 68.6% 57.1% 0.24 5、把测量的数据记录表中,已知木块重量1N 实验结论 在其他条件一定时，斜面的倾斜程度越大，机械效率越高，斜面表面粗糙程度越大，机械效率越低；机械效率与物体重量无关，物体斜面之间接触面大小无关。 η= W有 W总 = Gh FS 斜面机械效率: 新知讲解 ①有用功：提升重物时，将重物提升一定高度所做的功. ②额外功：克服机械的自重和摩擦力等因素而做的功. ③总功：人拉绳所做的功.W总= W有+ W额. 有用功和 额外功 机械效率 提高机械效率的方法 机械效率 ①定义：有用功与总功的比值叫作机械效率. ②计算公式：机械效率 η= ； η＜1，用百分数表示. ①在机械承受的范围内，尽可能增加被提升物体的重力. ②改进机械结构，使其更合理、更轻巧. ③对机械按技术规程经常保养，使之处于良好的状态. Lavf58.46.101 $