12.3 机械效率 复习课件(共31张PPT)2022-2023学年人教版八年级物理下册

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12.3 机械效率 复习课件(共31张PPT)2022-2023学年人教版八年级物理下册

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(共31张PPT)
第三节 机械效率
八年级物理
物理期末复习系列四
第十二章 简单机械
【知识回顾】
功的原理告诉我们:
使用任何机械都不省功。那么,人们使用机械时会不会多做功呢?
【知识回顾】
我们使用杠杆和动滑轮提升钩码时,拉力必须对杠杆和动滑轮做功,杠杆和动滑轮才能对钩码做功。
杠杆
动滑轮
【知识回顾】
使用其它复杂机械跟简单机械原理相同。比如,在建筑工地,利用挖掘机挖土方,用塔吊吊建筑材料等,都是动力对机械做功,机械克服阻力做功
【知识回顾】
挖掘机
【知识回顾】
塔吊
一、有用功、额外功、总功
在利用滑轮组提升钩码实验中,目的是把钩码提升到某一高度,这是必须做的功。
要提升钩码就必须提升动滑轮,动力对动滑轮做的功并非人们需要,但不提升动滑轮就不能提升钩码。
一、有用功、额外功、总功
在利用滑轮组提升钩码实验中,目的是把钩码提升到某一高度,这是必须做的功。
要提升钩码就必须提升动滑轮,动力对动滑轮做的功并非人们需要,但不提升动滑轮就不能提升钩码。
一、有用功、额外功、总功
动力对动滑轮做功,动滑轮对钩码做功图
一、有用功、额外功、总功
跟滑轮组类似,在生活中利用机械完成一项工程。比如,用挖掘机挖泥塘,目的是把泥塘烂泥挖开,那么,挖掘机对烂泥做的功就是必须做的功。
如果不通过机械臂和铲斗就不能把烂泥挖开,动力对机械臂和铲斗做的功,并非人们需要,但又不得不做,在物理中把这部分功叫做额外功
一、有用功、额外功、总功
一、有用功、额外功、总功
1.有用功
在物理学中,把必须做的功叫做有用功。
2.额外功
并非人们需要但又不得不做的功,叫做额外功。
一、有用功、额外功、总功
在使用滑轮组提升钩码过程中,动力除了对动滑轮做额外功外,还克服滑轮的轮与轴、绳子与轮之间摩擦以及绳子自身重力做额外功
额外功
一、有用功、额外功、总功
3.总功
不论是有用功还是额外功,都是用机械动力来完成,所以,人们把动力所做的功或者说有用功加额外功叫做总功。
二、机械效率
4.机械效率
定义:物理学中,把有用功跟总功的比值叫做机械效率。
公式:如果用W总表示总功,W有用表示有用功,η表示机械效率,那么机械效率公式为:
二、机械效率
因为W总=W有用+W额外,所以,机械效率也可以用下式计算:
表示方法:机械效率通常用百分数表示
二、机械效率
例如,总功是W总=500J,有用功是W有用=400J,
额外功就是W额=500J-400J=100J.
机械效率的计算方法:
二、机械效率
典型例题:
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1 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。
二、机械效率
【答案解析】:
(1)F=(10N+2N)/2=6N
(2)1m/2=0.5m
(3)W有=10N×0.5m=5J W总=6N×1m=6J
η=5J/6J=83.3%
本机械在使用中可能出现额外功的原因是:机械重量、摩擦等因素。
三、测滑轮组的机械效率
三、测滑轮组的机械效率
以上实验如果增加钩码的数量多做几次,数据填入下表,会得出如下结论:动滑轮重一定,物重越大,机械效率越高。
原因是额外功不会明显增加,物重越大,有用功就相应越大,在总功中占的比例增大,所以机械的效率会有所提高。从而也可以推出:物重一样,动滑轮越重,机械的效率会越低。
三、测滑轮组的机械效率
典型例题:
图为测量滑轮组机械效率的实验装置,
钩码总重6 N。
(1)实验时尽量要沿 方向向上 速拉动弹簧测力计,由图可知拉力大小为 N,若钩码上升的高度为8cm,则弹簧测力计向上移动 cm,该滑轮组的机械效率为 %。
(2)若仅增加钩码的个数,该滑轮组有机械效率将 (选填:“增大”、“减小”或“不变”)
三、测滑轮组的机械效率
【解析】理论上进行测量滑轮组机械效率的实验时,为了保证正常读出力的大小,我们应该匀速缓缓竖直向上拉弹簧称,方向不竖直拉力就会偏大,拉的太快,不容易读数,如果不匀速,弹簧示数不稳定无法读数;
这是一个三段绳子承担物重的滑轮组,所以拉绳子的距离就应该是物体升高高度的三倍;
增加钩码的个数,有用功就会增加,造成额外功的因素基本不变,所以机械效率就会相应增大。
【答案】(1)竖直 匀 2.4 24 83.3 (2)增大
四:斜面
斜面也是一种简单机械,它的特点是省力但要费距离,斜面倾斜度越小越省力,生活中利用斜面的地方也很多,盘山公路就是一个巨大的斜面。由于沿斜面运动省力但由于斜面往往不光滑,所以使用斜面常常要做很多额外功,导致斜面 的机械效率并不高。但如果如下面左图把物体滚上车,机械效率就会高很多
四:斜面
工人正在利用斜面向车上装载货物
四:斜面
驴子知道斜面越长越省力?
四:斜面
对于工人利用斜面装货物这一工作,任务目标是将重为G货物升高h,所以: W有=Gh
为了完成这一任务我们实际要做的是用大小为F的拉力,将物体沿斜面拉s这样一段距离,所以人总共做的功是:
W总=FS
这样求机械效率就简单了。
四:斜面
典型例题:
往车上装重物时,常常用长木板
搭个斜面,把重物沿斜面推上去,如图所示,工人用3 m长的斜面,把120 kg的重物提高1 m,假设斜面很光滑,则需要施加的推力为 ,若实际用力为500 N,斜面的机械效率为 %,重物受到的摩擦力为 。(g取10 N/kg)
四:斜面
【解析】前面讲过,根据功的原理:使用任何机械都不能省功,理论上都等于不用机械而直接用手做的功,所以根据斜面的特点得:Fs=Gh
所以:F 3m=1200N 1M,则F=400N;
若F=500N,那么代入斜面机械效率的公式可得:η=80%
理论上需要400N,实际用了500N,多用的100N就是斜面的摩擦了。
【答案】400N,80 100N
四:斜面 [想想议议]
下图是正在施工的甲、乙两台挖掘机,若它们做的额外功相同,它们的机械效率相同吗?

四:斜面 [想想议议]
下图是正在施工的甲、乙两台挖掘机,若它们做的额外功相同,它们的机械效率相同吗?

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