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(共33张PPT)
11.5 机械效率
小明用动滑轮把木料拉上四楼时,手拉绳做的功与动滑轮对木料做的功相等吗
11.5 再探动滑轮
1.如图11-38所示,用弹簧测力计沿竖直方向匀速拉一个动滑轮,使挂在它下面重为G的钩码缓缓上9升.分别测量绳受到的拉力F绳端移动的距离s钩码所受的重力G和钩码上升的高度h.
2.改变钩码的数量,重复上述步骤
3.将实验数据填入自己设计的表格中
想一想
拉绳所做的功和动滑轮拉钩码所做的功相等吗 若不相等,则哪一个大 你能找出其中的原因吗
有用功
在上面的活动中,将钩码提升一定的高度是我们的目的,所做的功叫作有用功,记为W有用。
额外功
我们在使用动滑轮提升重物时,除需克服摩擦力做功外还要克服动滑轮的重力做功,这两部分功虽然并非我们所需要的,但又不得不做,我们将它叫作额外功,记为 W额外.
总功
手拉绳所做的功叫作总功,记为 W总
总功等于有用功与额外功之和,即
W总= W有用+W额外
有用功机械效率
物理学中将有用功与总功的比值叫作机械效率。
机械效率通常用百分数表示
×100%
机械效率
总功若用字母η表示机械效率,则上式又可写成
η =
实际的机械效率
对于实际的机械,由于额外功的存在,总有 W总< W有用,
因此η ＜100%
例如,起重机的机械效率为40%~50%
滑轮组的机械效率为60%~80%
算一算“活动11.5”中不同情况下动滑轮的机械效率
动滑轮的机械效率与哪些因素有关
1、被提物体的重量,G越大,机械效率越高.
2、滑轮自重,滑轮组如果越多,虽然省力但是无用功多,机械效率越小.3、绳与滑轮之间的摩擦.
你认为如何才能提高动滑轮的机械效率
1、减小各处摩擦
2、减轻绳子重量
3、减小动滑轮重力
1.用定滑轮匀速提升质量为20kg的物体,所用的拉力为220N,物体升高的高度为2m.求此过程中的有用功总功和定滑轮的机械效率(g取10 N/kg)
W有用=Gh=200N*2m=400J
W总=FS=220N*2m=440J
所以效率=W有用/W总*100%=90.9%.
2.有一种重心在支点处的杠杆,它与转轴间的摩擦较小因此机械效率很高，若用这种杠杆将质量为18kg的物体匀速提升50cm的过程中,杠杆的机械效率为90%则提升该物体需要做多少总功(g取10N/kg)
物体的重力 : G = mg = 72kg×10N/kg = 720N ,提升重物体时所做的有用功 :
W有用 = Gh = 720N×0.5m = 360J
×100% 总功 : W总==
3.如图11-39所示是一种塔式起重机上的滑轮组已知在匀速起吊600kg的物体时滑轮组的机械效率是80%g取10 N/kg.
(1)使物体上升5m所做的有用功是多少
(2)使物体上升5m所做的总功是多少
(3)绳端的拉力F是多大
(1)使物体上升5m所做的有用功是多少
使物体上升5m所做的有用功
W=Gh =mgh = 600kg×10N/kg×5m
=3x104J
(2)使物体上升5m所做的总功是多少
可知，总功
=3.75×104
(3)绳端的拉力F是多大
由图可知有3段绳子连接动滑轮，由w=Fs
可得:绳端的拉力
=
综合实践活动
吊车
在欧洲中世纪的城堡与教堂的建设中使用了如图所示的吊车,工人用脚踩动巨轮,可轻松地提运沉重的石材,同时也改变了用力的方向.
绞车
这种吊车实质上是定滑轮与轮轴的组合,与我国古人使用的绞车(图11-41)有异曲同工之妙.
塔式起重机
在吊臂的反方向上用钢架做成一个平衡臂，并在其末端加适当的配重
起重机
起重机吊臂上安装的滑轮组由多个定滑轮和动滑轮组成,发动机只要提供较小的拉力就能吊起很重的物体.塔式起重机实质上是杠杆与滑轮组的组合
设计、制作一个机械模型
现在,让我们分组制作由两种或两种以上简单机械组合而成的机械模型,要求用它能省力地提升重物.
活动步骤
1.确定评价项目和评分标准.评价项目可包括:
①所制作的模型是否符合设计要求
②模型的设计是否新颖
③模型的省力情况和机械效率如何
④模型制作的工艺水平,
⑤活动成果展示时小组的整体表现····.·
2.分组活动
(1) 设计方案:思考准备用哪几种简单机械进行组合,需要用到哪些器材,并画出设计图
(2)分工制作
(3)自行设计表格,测出用该机械提升物体所需的拉力和物体的重力根据实验数据计算出机械效率.
(4) 准备在班上展示工作成果,尝试运用计算机等多媒体设备对机械模型的原理、技术指标等进行说明
3.交流与评价
(1)各组展示工作成果
(2)交流所制作的机械模型的特点、存在问题和需要改进的地方
(3) 根据全班拟定的评价标准,为各组的表现打分

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