资源简介

(共37张PPT)
2024年秋季
苏科版物理
九年级上册
第11章 简单机械和功
五·机械效率
1
学习目标
2
课时导入
3
感悟新知
4
随堂检测
5
课堂小结
1.通过探究动滑轮，知道有用功、总功、额外功及它们之间的
关系
2.通过分析，理解机械效率的概念，知道机械效率的计算公式，会运用公式计算简单机械的机械效率
3.知道机械效率的物理意义，知道实际机械效率不可能是100%
4.通过探究分析，了解影响机械效率的因素，知道提高滑轮组机械效率的方法和意义
学习效率
机械效率
知识点
认识机械效率
1
小明利用动滑轮把木料拉上四楼时，手拉绳子做的功与动滑轮对木料做的功相等吗？
不相等，动滑轮有重力，绳子有摩擦等等
把木料拉上四楼 目的，需要,有价值 拉木料所做的功
动滑轮上升，克服摩擦 必须,但没有价值 动滑轮重力，摩擦力所做的功
拉力做的总功
知识点
认识机械效率
1
活动实验：再探动滑轮（不计摩擦）
1.实验器材：见右图
h
s
2.实验所要测量的物理量
根据功的公式可知，需要测出绳子受到的拉力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
知识点
认识机械效率
1
活动实验：再探动滑轮（不计摩擦）
h
s
3.实验步骤
用弹簧测力计沿竖直方向匀速拉一个动滑轮，使挂在动滑轮下面重为G的钩码缓慢匀速上升。改变钩码的数量，重复上述步骤。
知识点
认识机械效率
1
活动实验：再探动滑轮（不计摩擦）
4.实验表格
实验次数 钩码的重力G∕N 钩码被提升的高度h∕m 人手对绳端的拉力F∕N 绳端移动的距离s∕m 钩码所受重力做的功W1∕J 拉力所做的功W2∕J
①
②
③
④
知识点
认识机械效率
1
活动实验：再探动滑轮（不计摩擦）
4.实验表格数据
实验次数 钩码的重力G∕N 钩码被提升的高度h∕m 人手对绳端的拉力F∕N 绳端移动的距离s∕m 钩码所受重力做的功W1∕J 拉力所做的功W2∕J
①
②
③
④
1.0
0.20
0.40
0.20
0.65
0.26
1.5
0. 20
0.40
0.30
0.90
0.36
1.5
0.25
0.90
0.50
0.375
0.45
2.0
0.20
1.15
0.40
0.40
0.44
知识点
认识机械效率
1
活动实验：再探动滑轮（不计摩擦）
5.实验结论
使用动滑轮提升重物做功，拉力所做的功W2大于重物所受重力做的功W1(W2＞W1 )。
拉力所做的功叫作总功，记为W总
将钩码提升至一定的高度是我们的目的，所做的功叫做有用功，记做W有用
知识点
认识机械效率
1
活动实验：再探动滑轮（不计摩擦）
W2-W1 =其他力做功，此实验中未考虑摩擦，但是考虑动滑轮的重力，克服动滑轮的重力做功即为其他力做的功。如果考虑摩擦，那么克服摩擦力做的功也是其他力做功。
并非我们所需要的，但又不得不做的功，将它叫作额外功，记为W额外
知识点
认识机械效率
1
活动实验：再探动滑轮（不计摩擦）
W总=W有用+W额外
总功等于有用功与额外功之和
一般来说，机械对外所做的功为有用功，机械克服自身部件的重力和摩擦力所做的功为额外功，动力对机械所做的功为总功
知识点
认识机械效率
1
由总功等于有用功与额外功之和分析，机械效率的表达式：
用字母η表示机械效率：
物理学中，将有用功与总功的比值叫作机械效率
知识点
认识机械效率
1
（1）对于实际机械，由于额外功的存在，总有W有用＜W总，因此η＜100％。
（2）例：起重机的机械效率为40％- 50％的意思是什么？
说明：使用起重机提升重物时所做的有用功跟总功的比值是40％- 50％ ，也可以说有用功在总功中占有40％- 50％ ，另外的占比做的是额外功。
归纳
机械效率表达式：
η＜100％
W总=W有用+W额外
练习1
B
练习2
100
95
95%
目的需求，即使克服水和桶的重力做功，也是有用功
练习3
A
思考：此图中克服摩擦力做功是有用功还是额外功？
使物体匀速直线运动是目的，克服物体与水平面之间的摩擦力做功能达到目的，所以做的功是有用功。
W有用＝
fs物
练习4
400
83.3%
20
知识点
测量滑轮组的机械效率
2
1.实验原理：
2.实验需要测量的物理量：
滑轮及物体（钩码）的重力，绳端的拉力，物体移动的距离和绳端移动的距离
3.实验器材：弹簧测力计、刻度尺、铁架台、滑轮、细线、钩码
h
s
前提：不考虑摩擦
知识点
测量滑轮组的机械效率
2
4.实验步骤：
h
s
（1）用弹簧测力计测出钩码所受重力G
（2）用弹簧测力计竖直向上匀速拉绳子自由端。用弹簧测力计测出绳端拉力F，用刻度尺分别测出s、h，
理由：为了避免测力计自身重力对实验产生的影响,匀速是为了弹簧测力计读数更加准确
知识点
测量滑轮组的机械效率
2
4.实验步骤：
（3）改变钩码的数量，重复上述实验操作
5.实验表格：通过实验数据分析如何才能提高滑轮组的机械效率？
h
s
知识点
测量滑轮组的机械效率
2
实验次数 钩码的重力G∕N 钩码被提升的高度h∕m 绳端的拉力F∕N 绳端移动的距离s∕m 钩码所受重力做的功W1∕J 拉力所做的功W2∕J
①
②
③
1.0
0.20
0.40
0.20
0.65
0.24
1.5
0. 20
0.40
0.30
0.90
0.36
2.0
0.20
1.15
0.40
0.40
0.44
机械效率η
76.92
83.33
90.91
知识点
测量滑轮组的机械效率
2
6.实验结论
h
s
通过实验数据分析得，使用同一滑轮组提升不同的重物时，重物越重，滑轮组的机械效率越高
知识点
测量滑轮组的机械效率
2
分析如何提高机械效率
1.额外功不变时，增加有用功，以此实验为例，增加钩码的重力，上升相同高度时，有用功增加，机械效率增加
2.有用功不变时，减少额外功，以此实验为例，同一钩码被提升相同高度，有用功一定，可以通过减少额外功，机械效率也会增加
经常保养、定时润滑以减小滑轮的轮与轴之间摩擦，减小动滑轮的自重，减小绳子的重力等方法
练习1
D
做功快慢与机械效率无关
练习1
练习1
匀速直线
0.7
71.4
摩擦力
0.5
归纳
提高机械效率
减少额外功
增加有用功
摩擦
减小动滑轮的自重，减小绳子的重力
增加被提升重物的重力
C
注意功率与机械效率无关
机械效率的计算
340 N
120 W
85%
机械效率的计算
100
20
增大
小拓展
影响斜面
机械效率的因素
斜面的倾斜程度
斜面的粗糙程度
机械效率的计算
0.72 kg
15 N
60 %
W有用＋W额外
有用功和总功
谢谢！同学们再见！

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