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(共16张PPT)
第五节 机械效率
一
学习目标
1.知道有用功、额外功和总功及其它们之间的联系。
2.理解机械效率，会用有关公式进行简单的计算。
3.知道机械效率总小于1，知道提高机械效率的方法和意义。
4.通过实验与讨论，认识提高机械效率的方法。
5.知道提高效率的实际意义，增强节约能源意识。
二
重点难点
重点：
理解机械效率概念、通过实验探究发现提高机械效率的方法。
难点：
学会分析影响机械效率大小的因素，指出提高机械效率的方法。
三
教学过程
图中乙与甲相比有什么优点？
两种方式提升重物哪种做功比较多？
1.什么是机械效率
(1)请同学们自主阅读课本第202、203页内容，完成下面填空：
①有用功：在工作时，对人们 功，用符号 表示。
②额外功：在工作时，对我们无用，但又 的功，用符号 表示。
③总功：拉力(或动力)所做的功，用符号 表示。
④在使用机械时我们总希望有用功在总功里所占的份额更大些，为此我们引入一个新的物理量，叫做 ，它表示的是 与 的比值。用符号_ _
表示。
⑤机械效率的计算公式：__________________。
有用的
W有
不得不做
W额
W总
机械效率
有用功
总功
η
η=W有/W额×100％
(2)实验探究
①如图a，用弹簧测力计将钩码缓慢地提
升一定的高度，计算拉力所做的功W1。
②如图b，用弹簧测力计并借助一个动滑
轮将同样的钩码缓慢地提升相同的高度，
再次计算拉力所做的功W2。
③比较W1、W2的大小并分析原因。
有没有一种简单机械只做有用功，不做额外功
使用不同的简单机械做功，完成相同的有用功时，所做的总功是否相同
这说明什么
额外功在总功中占的比例越多越好，还是越少越好
一定的总功中，额外功少意味着什么
没有。
不同，这说明额外功不同。
额外功在总功中占的比例越少越好。
有用功多。
用一个动滑轮,将200N的物体匀速提升2m,所用的拉力F为120N，此动滑
的机械效率是多少
解：已知G=200N，h=2m，F=120N，s=2h=4m，则
W有=Gh=200N×2m=400J，W总=Fs=120N×4m=480J，
η=W有/W额×100％=400J/480J×100％=83.3％。
答：动滑轮的机械效率约是83.3%。
请同学们结合上题计算结果思考：为什么机械效率总小于1
利用滑轮组做功时，不可避免地要做额外功，使有用功总比总功小，而机械效率等于有用功除以总功，所以滑轮组的机械效率总小于1。
2.如图所示，通过滑轮组用200N的拉力F在5s内将重500N的物体匀速提升2m，则下列说法正确的是（ ）
A．有用功为1000J，额外功为400J
B．有用功为1000J，额外功为200J
C．拉力做功1200J，拉力的功率为200W
D．拉力做功1000J，拉力的功率为240W
跟踪训练
1.当你用桶从井中提水时，你对桶做的功是 ；如果桶掉进井里，从井捞桶时，桶里带着一些水，这时你对桶做的功是 ，对水做的功是 （均选填“总功”“额外功”或“有用功”）。
额外功
有用功
额外功
B
3.如图所示是小明同学测滑轮组机械效率的实验装置图。他做了2.4J的有用功使重物匀速上升了0.4m，所用的拉力为3N，不计绳重及摩擦。请你回答：
(1)小明所用的拉力做的功是多少？
(2)小明所做额外功是多少？
(3)该滑轮组的机械效率是多少？
解：(1)从图可知，动滑轮由3段绳子承担；
拉力移动的距离为：s=3h=3×0.4m=1.2m，
拉力做的总功为：W总=Fs=3N×1.2m=3.6J；
(2)额外功W额=W总-W有用=3.6J-2.4J=1.2J；
(3)滑轮组机械效率为：η=W有用/W总×100％=2.4J/3.6J×100%≈66.7%。
2.机械效率总是一定的吗？
按图所示的方式组装好滑轮组,并使用该滑轮组分别将甲、乙两组钩码提起，再将两次实验所测算的数据填写在下面的表中，进而比较两次测算的机械效率是否相等。
(a)
(b)
分析滑轮组工作中的总功、有用功和额外功,说明额外功产生的原因。
实验中,能直接测量出额外功吗 为什么？
实验中需要测量哪些物理量
拉力所做的功是总功,提升钩码所做的功是有用功,克服动滑轮的重力和绳子与滑轮间摩擦所做的功是额外功。
不能，由于绳子和滑轮间存在摩擦,额外功不能直接测量,只能先测量总功和有用功,再计算额外功。
对重物做的功是有用功,所以要测量物重和物体上升的高度；弹簧测力计对物体的拉力所做的功是总功,所以要测量拉力和在拉力方向上移动的距离。
实验中,如果不测量物体上升的高度和绳端移动的距离,能计算出滑轮组的机械效率吗
两次测算的机械效率相等吗 若不相等,你能说出其原因吗
如果甲用轻质塑料滑轮提重物,乙用铁质滑轮提同一重物,你认为哪一个机械效率高
由于绳子自由端移动的距离s和钩码上升的高度h存在如下关系：s=nh,所以只要知道滑轮组中承担重物的绳子股数n就可以计算出机械效率。
将钩码提升相同的高度,乙挂2个钩码,乙所做的有用功比甲多;由于使用的是同一滑轮组,甲、乙所做的额外功相同,故乙的有用功在总功中所占的比例大,机械效率高。
提升同一重物至相同高度,两者所做的有用功相同,但铁质滑轮的重力大,克服重力所做的额外功多，所以甲所做的有用功在总功中所占的比例大,机械效率高。
影响滑轮组机械效率的因素有哪些
如何提高机械效率呢
有没有一种简单机械只做有用功,不做额外功
同一个滑轮组,提升的重物越重,机械效率越高；不同的动滑轮,提升相同的重物至同一高度,动滑轮自重越小,机械效率越高；机械自身摩擦越小,机械效率越高。
在安全许可的情况下,尽可能增加物重；改进机械结构,使它更轻巧；对机械进行保养,保持良好的润滑度,减小摩擦。
所有机械都得克服自身的重力和摩擦做功,所以任何机械都要对外做额外功。
跟踪训练
1.正确理解物理概念是学好物理的关键。关于功、功率和机械效率，下列说法正确的是（ ）
A．功率大的机械，做功一定快
B．做功多的机械，功率一定大
C．做功快的机械，机械效率一定高
D．通过改进机械的性能可以使机械效率达到100%
2.如图，用滑轮组竖直向上提升重物，不计绳重和摩擦，能提高滑轮组机械效率的是（ ）
A．减小提升重物上升的高度
B．减小被提升重物的质量
C．减小定滑轮的重力
D．减小动滑轮的重力
D
A
四
课堂小结
1.有用功(W有用)、额外功(W额外)、总功(W总)。
2.机械效率：
定义：有用功跟总功的比值叫机械效率。
公式：η=W有/W额×100％。
3.影响机械效率的因素，如何提高机械效率。

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