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(共34张PPT)
第十二章简单机械
第4节机械效率
1、什么叫有用功？什么叫额外功？什么叫总功？
2、什么叫机械效率？机械效率的公式.
3、如何提高机械效率？
学习目标
功的原理视频
用图1所示的滑轮来提升重10N的物体，动滑轮重2N，若把重物提升1m，求拉力做的功？动滑轮的挂钩对重物的拉力做的功？
解：
W1=FS=6N×2m=12J
F= (G物+G轮)= (10N+2N)=6N
S=2h=2×1m=2m
W2=Gh=10N×1m=10J
使用机械能够省力
使用机械能够省功吗？
使用任何机械都不省功
1、什么叫有用功？什么叫额外功？什么叫总功？
有用功：对人们有用的功叫有用功
W有=Gh
额外功：对人们无用但又不得不做的功叫额外功
W总=FL
总功：有用功与额外功的总和叫总功
不用机械直接用手所做的功
使用机械所做的功
知识点一有用功额外功
你会选哪种方法呢？
试分别计算三种情况的有用功、额外功、总功
2、什么叫机械效率？机械效率的公式.
机械效率:
有用功跟总功的比值叫作机械效率
公式：
机械效率一般用百分数表示，没有单位
有用功总小于总功，所以机械效率总小于1
知识点二机械效率
起重机的机械效率是60%
它表示什么意思？
使用起重机提升重物时所做的有用功跟总功的比值是60%，也可以说有用功在总功中占有60%，另外的40％是额外功．
例1.起重机把质量为0.6t的重物提升了3米，而它的电动机所做的功是3.4×104J,起重机的机械效率是多少
解:
例题讲解
判断：下面说法中是否正确．
1．有用功越多，机械效率越高
2．额外功越少，机械效率越高
3．物体做功越慢，机械效率越低
4．做总功越多，机械效率越低
5．做相同的有用功，额外功越少，机械效率越高
6．做相同的总功时，有用功越多，机械效率越高
7．用不同的滑轮组，做的有用功相同时，机械效率一定相同
8．因为有用功总小于总功，所以机械效率总小于1
9．做的额外功一定时，总功越少，机械效率越高
10．有用功在总功中占的比例越大，机械效率越高．
例2. 用一动滑轮将重200N的砂子提到9m高的脚手架上，所用力是120N，求有用功、总功机械效率各是多少？
解：
实验：测滑轮组的机械效率
探究实验
需要测出哪些物理量？每个量怎样测量？
刻度尺、钩码、弹簧秤、滑轮组两个、铁架台、长约2m的细绳。
实验器材：
钩码的重G、钩码上升的高度h、拉绳子的力F、绳子的自由端移动的距离L
100
0.05
40
0.15
100
25
0.05
5
6
83.3
5
0.25
6.25
80
探究：斜面的机械效率与斜面的倾角的关系
斜面的效率视频
斜面的机械效率与斜面的倾角
有什么关系？
倾角越大，压力越小，摩擦力越小，额外功越小，效率越高
倾角越小，压力越大，摩擦力越大，额外功越多，效率越低
3、如何提高机械效率？
提高机械效率的方法:
①减小机械自重
②减小机械间的摩擦力。
③同一机械重物越重机械效率越高。
1．如图所示，绳子的一端固定，另一端绕过一个重G的油桶，在绳子的自由端用大小不变的水平拉力F，使油桶沿水平地面匀速滚动了一段距离S，在此过程中拉力F所做的功为
（ ）
A．FS B．GS C．2FS D．（G+F）S
C
随堂练习
2．一人用如图所示装置拉汽车．汽车以0.2米/秒的速度匀速前进了1米．此时测力计的示数为400牛，则汽车受到的阻力是______牛，人拉车做的功是_____焦，人拉车的功率为________瓦．
600
120
600
3．如图所示，甲、乙两物体质量相同，在拉力F1、F2作用下分别沿光滑斜面匀速拉到顶端，则下列说法正确的是（　　）
A．拉力F1做的功比F2做功多
B．拉力F2做的功比F1做功多
C．两者所做的功一样多
D．条件不足，无法判断
C
4．如图甲所示，一物体置于斜面上刚好能沿斜面匀速下滑，现用一沿斜面向上的拉力F使该物体沿斜面向上匀速滑动，如图乙所示，则可知此时斜面的机械效率是（　　）
A．25%
B．50%
C．75%
D．条件不足，无法确定斜面具体的机械效率
B
5．利用如图所示的动滑轮将重为G的物体匀速地拉上斜面，设斜面长为L，高为h，滑轮的重力及摩擦力均不计，根据功的原理，则拉力为（　　）
A．
B．
C．
D．
C
6．质量是6 kg的物体A放在水平桌面上，利用下图装置使物体以0.2 m/s的速度做匀速直线运动，弹簧测力计始终保持水平，其示数为2 N，不计绳子的伸长和滑轮组内部的摩擦，则（g取10 N/kg）
（1）作用在绳端的拉力F为＿＿＿N
（2）水平桌面对物体A的摩擦力是＿＿＿N
（3）在10 s内拉力作用点移动＿＿＿m
A
F
2
6
6
7、如图所示，利用轻质滑轮组匀速拉动水平地面上重为300N的物体，拉力F的大小为10N,则A处的拉力大小和物体收到的摩擦力分别是多少？
( )
A.20N,20N
B.40N,20N
C.40N,20N
D.30N,30N
A
8．如图所示的滑轮组将重G＝12 N的物体匀速提升20 cm。所用的拉力F＝5 N，所做的有用功为 J，机械效率为 ，当改为提升18 N的重物时，该滑轮组的机械效率为 。（忽略绳重和滑轮与轴的摩擦）
2.4
80%
85.7%
F
G
9．如图所示，每个滑轮均重12 N，用滑轮组拉着重1 000 N的物体A沿水平方向以0.2 m/s的速度匀速向左移动，拉力F的功率为32 W。（不计绳重及机械内部摩擦）求：
（1）拉力F的大小；
（2）滑轮组的机械效率。
A
F
86N
93 ％
10、如图甲所示的滑轮组，每个滑轮等重。不计绳重和摩擦，物体重G1从200N开始逐渐增加，直到绳子被拉断。每次均匀速拉动绳子将物体提升同样的高度。图乙记录了在此过程中滑轮组的机械效率随物体重力的增加而变化的图像。
(1)每个滑轮重多少N
(2)绳子能承受的最大
拉力是多少N
(3)当滑轮组的机械
效率为80％时，物体
重多少N
（1）100N；
（2）500N；
（3）800N
11、如图，用甲、乙两种方式在相同时间内将同一物体匀速提升相同高度时，拉力做功的功率为P甲、P乙，机械效率分别为η甲、η乙(不计绳重与摩擦).下列判断正确的是( )
A. P甲= P乙,η甲=η乙
B. P甲＜P乙,η甲＞η乙
C. P甲＜P乙,η甲=η乙
D. P甲＞P乙,η甲＞η乙
B
12、水平地面上的圆桶装有体积为0.01 m3的水，圆桶与地面接触面积为0.2 m2，g取10 N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3，桶自重忽略不计，求：(1)这桶水的质量；(2)这桶水对地面的压强；(3)如图，若用动滑轮将此桶水匀速提升1 m，所用拉力60 N，求动滑轮的机械效率.500Pa10kg83.3％A,10N
B,20N
C,300N
D,50N
B
13,在图中，物体A重50N，物体B重30N，物体A在物体B的作用下向右做匀速直线运动。如果在物体A上加一个水平向左的力F拉动物体A，使物体B以0.2m/s的速度匀速上升，则F最小是_________N。（滑轮和绳子的重以及绳子与滑轮之间的摩擦均不计）
实验次数 物重G/N 测力计的示数F/N
1 1.00 0.65
2 1.50 0.90
3 2.00 1.15
14、小凡同学在“探究定滑轮和动滑轮特点”的实验中，装置图如图所示．（1）在探究定滑轮时，照图乙操作，觉得读数不方便，于是把测力计倒过来，即测力计吊环系在拉绳上，用手拉挂钩，测力计的示数会________（“变大”“变小”或“不变”），其理由是_______________________．（2）在探究动滑轮时，照图丙操作，记录数据如下表，分析数据发现，测力计的示数F大于物重G的一半，与课本结论存在差异，其原因是___________________．请给出一条减小此差异的建议__________________________．
变小
弹簧测力计自身有重力
定滑轮自身有重力
将动滑轮的重考虑在物体里
15、为了将放置在水平地面上、重为100N的重物提升到高处．小明同学设计了如图（甲）所示的滑轮组装置．当小明所用的拉力F随时间变化的图象如图（乙）所示，重物的速度υ和上升的高度h随时间t变化的图象分别如图（丙）和（丁）所示．不计摩擦和绳重，绳对滑轮的拉力方向均可看成在竖直方向．则：
A,0～1s地面对物体支持力是10N，
B,在1～2s内，拉力F做的功为187.5J．
C,在2～3s内，拉力的功率是100W
D,动滑轮的重为30N．
( )
B

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