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(共13张PPT)
第十一章 机械功与机械能
第3节 如何提高机械效率
课时1 认识机械效率
1.结合实例,理解有用功、 额外功和总功的概念,以及它们之间的关系。
2.知道机械效率的定义,能结合使用机械的过程知道机械效率总小于1。
3.掌握机械效率的公式,能利用机械效率公式求几种常见机械的机械效率。
如果老师让你提相同质量的水从1楼到3楼，你会选择哪个桶？为什么？说出你的理由
甲
乙
（1）提水的过程中哪些是有用功？那些是无用功？
（1）我们提水时，对所提的水做的功是什么功？
（2）提水时对水桶做的功是什么功？
（3）对水和水桶做的功是什么功？
回答问题并说明你的理由！
思 考
讨论
一、有用功、额外功和总功
日常生活中，人们搬移物体，不是将物体平移到另一个地方，就是将物体从低处搬到高处（或从高处搬到低处）。
实验1：用手将一重物直接从低处匀速搬到高处。
实验2：利用斜面将该重物从低处匀速搬到高处。
实验3：用动滑轮将该重物从低处匀速移到高处。
利用机械时，所做的功为何多一些？
思 考
如图所示的两种机械做功的情况中，哪些功是我们需要的有用功？哪些功是不得不做的功？
1．有用功（W有用）：我们需要的有价值的功。
2．额外功（W额外）：对人们既无利用价值又不得不做的功。
3．总功（W总）：动力对机械所做的功。
4．总功等于有用功与额外功之和，即W总=W有用+W额外。
5. W总＞W有用
归纳
（1）当你用水桶提水时，有两只大小相同的水桶可供选择，
一只是轻质塑料桶，另一只是厚木桶，你选择哪一只
水桶？为什么？
（2）当你用滑轮提升一个重物时，你选择哪一种滑轮？
二、什么是机械效率
在物理学中，把有用功W有用与总功W总的比值叫做机械效率。
用η表示机械效率
机械效率是表征机械性能的重要指标。
归纳
机械 做功目的 有用功(W有) 总功(W总)
杠杆 使物体上升一定 的高度 Gh Fs
滑轮组 斜面 滑轮组 使物体水平前进 fs物 FsF
1.做值日时，小阳将一桶水从一楼提到二楼。此过程中，关于做功的说法正确的是（　　）
A．对桶做的功是有用功
B．对水做的功是有用功
C．对水做的功是额外功
D．克服自身重力做的功是总功
B
2.工人用滑轮组把一箱箱货物从一楼提升到五楼，在滑轮组上加润滑油后，机械效率提高了，则加润滑油后工人提升同样的重物时，做功的（　　）
A．有用功减小，总功不变
B．有用功增加，总功增加
C．有用功减小，总功减小
D．有用功不变，总功减小
D(共20张PPT)
第十一章 机械功与机械能
第3节 如何提高机械效率
课时2 机械效率的测量
1.掌握机械效率的公式,能利用机械效率公式求几种常见机械的机械效率。
2.会测算滑轮组的机械效率，知道提高机械效率的常见
方法。
复习旧知
表达式：
机械效率＝
有用功
总功
机械效率：有用功跟总功的比值.
理解：a: η 常用百分数表示；
b: η 小于100%；
c: η 没有单位。
实验目的：
测量滑轮组的机械效率
实验原理：
一、机械效率的测量
1、测出一个钩码的重力
2、在滑轮组甲（一动一静）上挂两个钩码，记下钩码和
绳子自由端的位置。匀速拉动弹簧测力计，使钩码上
升一定高度，读出测力计示数，用刻度尺测出钩码上
升高度和绳自由端移动距离
3、在滑轮组乙上（两动两静）挂两个钩码重复上述实验
4、在滑轮组乙上挂四个钩码重复上述实验
5、记录数据，并计算三次实验的机械效率
实验步骤
（1）滑轮组工作时的有用功怎样计算？需要测量哪些物理量？
（2）滑轮组的额外功是怎样产生的，是否便于测量？
（3）有其他简便的方法测算总功吗？需要测量哪些物理量？
（4）为了求出滑轮组的有用功和总功，从而计算滑轮组工作时的机械效率，除滑轮组外，实验中还需要哪些测量器材？
思 考
注意事项
（1）钩码上升的高度h，可用竖直放置在钩码旁的刻度尺读出，以钩码的下端为标准读数。
（2）拉力F的大小由弹簧测力计的示数读出，要竖直向上匀速拉动弹簧测力计，弹簧不要和外壳摩擦。
（3）测量细绳自由端通过的距离s时，可事先在细绳自由上作一标记，再拉弹簧测力计，用滑轮组提升重物。 用刻度尺量出钩码上升的高度后，再量出细绳标记移动的距离，就是细绳自由端通过的距离s。
记录数据
同一个滑轮组，在提升不同的重物时，其机械效率是不同的。
实验结论
还有什么因素会影响滑轮组的机械效率？
思 考
起重机的机械效率是40%~60%
滑轮组：50%~70%
一些机械的机械效率
水泵：60%~80%
二、机械效率的应用
如何提高机械效率？
（1）减少机械自重。
（2）减少机械的摩擦等来减小额外功。
（3）在额外功一定时，增大有用功。
（4）改进结构，使它更合理、更轻巧。
（5）在使用中按照技术规程经常保养，定时润滑，使机械
处于良好的运转态。
1.如图所示，用滑轮组提升重物时，重800N的物体在10s内匀速上升了1m。已知拉绳子的力F为500N，则提升重物的过程中（　　）
A．做的有用功是800J
B．拉力F的功率是80W
C．绳子自由端被拉下3m
D．D滑轮组的机械效率是60%
A
2．在“测滑轮组机械效率”的实验中，用同一滑轮组进行两次实验，实验数据如下表：
（1）此实验所用滑轮的个数至少是____个，其中动滑轮有_____个。
（2）第一次实验测得滑轮组的机械效率为________，第二次实验时滑轮组的机械效率______第一次的机械效率（选填“大于”、“小于”或“等于”）
3
2
62.5%
大于
次数 钩码重/N 钩码上升高度/cm 弹簧测力计示数/N 弹簧测力计移动距离/cm
1 2 10 0.8 40
2 5 5 1.5 20
如图所示用滑轮或滑轮组（单个滑轮的型号、重力相等）提起同一重物，其中机械效率最高的是（ ）
解析：机械的自身重力影响机械效率的大小，那么用定滑轮、动滑轮分别提起同一物体时，定滑轮的机械效率大些。
B
A
B
C
D
教材习题
1.通过学习发现，使用机械不仅不能省功，而且还必须做一定量的额外功。那么，请你评述一下使用机械还有什么价值。
答案：使用机械虽然不能省功，但可以省力或省距离或改变力的作用方向,给人们带来工作效率的提高。
教材习题
2.机械效率越高的简单机械必定是( )。
A.越省力
B.越省功
C.有用功越多
D.有用功占总功的比例越大
答案：D
解析:机械效率只是表示有用功占总功比例的大小，机械效率越大,表示有用功占总功的比例越大。
3.一个人利用如图11- 18所示的滑轮组提起一个重2 400 N的重物，所用的拉力是500 N,绳子自由端被拉下4m。下列说法正确的是( ) 。
A.总功是9600J，机械效率是21%
B.有用功是1 200J，机械效率是60%
C.有用功是2400J，机械效率是83%
D.总功是2000J，机械效率是50%
教材习题
答案：B
解析:由题图可知有8股绳子与动滑轮接触,因此有s =8h。据η=W有用/W 总x100%得η=Gh/Fsx100% = 60%，W有用=1 200 J。
4.某人通过滑轮组把重720N的货物提升10m，此时滑轮组的机械效率为60%，求这个过程中此人所做的总功。
教材习题
答案：1.2x104 J
解析:因为W有用=Gh = 720 Nx10 m= 7.2x103 J, η= W有用/W总,所以W总= W有用/ η = =1.2x104 J。
5.请你利用实验室里的器材组装一个滑轮组，用它提升质量不同的重物，测算各种情况下这个滑轮组的机械效率。请根据实验结果和体会，谈谈怎样在安全、有效的前提下，提高使用机械的机械效率。
教材习题
答案：机械效率的测定参照本书本节互动探究空间进行测量。减轻机械本身的重量、加润滑油以减小机械的摩擦力、用轻质材料制作机械等都可以不同程度地减小额外功,提高机械效率。

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