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(共26张PPT)
第十一章 简单机械
11.5　机械效率
初中物理苏科版（2024）九年级上册
1.知道有用功、总功、额外功及它们之间的关系。
2.理解机械效率的概念，知道机械效率的计算公式 ，会计算某种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达到100%。
重点
学习目标
“振华30”正在吊装物体，吊装中使用了非常复杂的滑轮组。
机械手能模仿人类手部的动作用以抓取、搬运物件或操作工具。
机械工作的过程中，是否做的功越多，能量利用的效率也越高呢？
情景引入
有用功W有用：为了达到目的而必须要做的功
额外功W额外：利用机械时，人们不得不额外做的功
总功W总：有用功与额外功之和，即 W总=W有用+W额外
注：通常总功指对机械所施加的动力所做的功
W总=Fs
W有=G物h
W额=fs或=G动h
动力
绳子通过的距离
知识点 1　有用功、额外功、总功
探究新知
一个人用水桶从井里打水，有用功是什么？额外功是什么？
对水做的功为有用功，对桶做的功为额外功。
对桶做的功为有用功，对水做的功为额外功。
若桶掉到水中，把装满水的桶捞起来，则有用功又是什么？额外功又是什么？
想一想
有用
总
W
W
=
η
×100%
1.有用功跟总功的比值叫做机械效率
由于存在额外功，有用功总小于总功，机械效率总小于1 。
思考：机械效率会大于1吗？为什么？
机械效率一般用百分数表示，没有单位
知识点 2　机械效率
探究新知
起重机的机械效率是50%，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50%。
一般情况下：
滑轮组的机械效率为50%~70%
起重机的机械效率为40%~50%
抽水机的机械效率为60%~80%
机械效率也可以反映机械工作时能量的利用率。
2.对机械效率的理解
(1)机械效率由有用功和总功决定，它表示的是有用功占总功的比例，不能反映有用功或总功的多少。
(2)机械效率总是小于1，这是因为使用任何机械都不可避免地要做额外功，所以有用功总是小于总功。
探究新知
(3)机械效率不是固定不变的，机械效率反映的是机械在一次做功的过程中有用功跟总功的比值，同一机械在不同的做功过程中，机械效率往往会不同。
(4)机械效率的高低与是否省力、具体做功的多少、物体被提升的高度等无关。
(5)机械效率是表征机械性能的重要指标。机械效率越高，机械的性能越好。
判断：下列说法中是否正确？
1.做功多的机械，机械效率高。
2.做总功越多，机械效率越低。
3.做相同的有用功，额外功越少，机械效率越高。
4.做相同的总功时，有用功越多，机械效率越高。
5.用不同的滑轮组，做的有用功相同时，机械效率一定相同。
6.因为有用功总小于总功，所以机械效率总小于1。
7.做的额外功一定时，总功越少，机械效率越高。
8.有用功在总功中占的比例越大，机械效率越高。
9.机械效率高的机械省功。
10.机械效率高的机械有用功占总功比值大。
3.提高机械效率的途径
(1)在所做有用功不变的情况下减少额外功。如改进结构使机械更合理、更轻巧，尽量减小摩擦力等。
(2)在所做额外功一定的情况下，增加有用功。如在机械能承受的范围内增加每次提起重物的重力。
探究新知
日常生活中有很多事物应用斜面的原理而达到省力的目的，如楼梯、蜿蜒而上的山路等。
知识点 3　斜面
斜面也是一种简单机械，使用它可以省力，但要费距离。
1.斜面
猜一猜：斜面的机械效率可能和哪些因素有关？
(1)斜面的光滑程度
(2)斜面的高度
(3)斜面的长度
(4) ……
2.测量斜面的机械效率
实验器材：长木板、小木块、弹簧测力计、刻度尺、小车等。
说一说你的设计思路。
这里我们要研究的是光滑程度一样的斜面，当它的倾斜程度不同时，斜面的机械效率是否相同？
(1)如图所示，将1块长木板的一端垫高，构成一个斜面，用刻度尺测出斜面的长s和斜面的高度h。
(2)用弹簧测力计测出小车的重力。
(3)用弹簧测力计沿斜面把小车从斜面底端匀速拉到顶端，读出弹簧测力计的读数。
实验步骤
(4)改变斜面的倾斜程度，重复步骤2次。
(5)将测量结果记录在下面的表格中。
对光滑程度相同的斜面，斜面的倾斜程度越大，斜面的机械效率越高。
斜面的倾斜程度 小车重力G/N 斜面高度h/m 沿斜面拉力F/N 斜面长s/m 有用功W有用/J 有用功W总/J 机械效率
η
较缓
较陡
最陡
1.有用功、额外功、总功
2.机械效率:
3.斜面的机械效率跟坡度和光滑程度有关
有用
总
W
W
=
η
×100%
课堂提升
1.关于机械效率，以下说法正确的是（ ）
A.机械效率总小于1
B.单位时间里做功越多的机械，机械效率越高
C.做功越多的机械，机械效率越高
D.省力越多的机械，机械效率越高
A
课堂练习
2.某机械的机械效率是75%，这说明使用这一装置做功（ ）
A.总功是额外功的3倍
B.有用功是额外功的3倍
C.总功是有用功的3倍
D.额外功占总功的
B
3.为了提高滑轮组的机械效率，以下做法中正确的是（ ）
A.以较大的速度匀速提升重物
B.以较小的速度匀速提升重物
C.增加承担物重的绳子股数
D.把滑轮做得更轻巧，减小滑轮在转动过程中的摩擦
D
4.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：
W有用=Gh=200N×9m=1800J
W总=Fs=120N×18m=2160J
η==×100% ≈ 83.3
答：有用功是1800J，总功是2160J，机械效率是83.3%。
5．工人利用如图所示的滑轮组将重900N的物体竖直向上匀速提升0.5m，工人所用的拉力F为600N，(不计摩擦和绳重)，求：
①人的拉力做的功为多少J？
②此滑轮组的机械效率为多少？
③若用此滑轮组提升重为1 500 N的物体，绳上的拉力是多少N？
③由于不计摩擦和绳重，拉力F＝（G物＋G动）/2
所用动滑轮的重G动＝2F-G＝2×600 N-900 N＝300 N
若用此滑轮组提升1500N的重物，
此时拉力F′＝(G物′＋G动)/2＝(1500N＋300 N)/2＝900 N.
①由图知n＝2，拉力端移动距离s=2h=2×0.5m=1m
拉力做的总功W总＝Fs＝600 N×1m＝600 J.
②工人做的有用功W有＝Gh＝900 N×0.5 m＝450 J
滑轮组的机械效率η=W有/W总
=450J/600J×100%=75%.
机械效率
课堂小结
机械效率
有用功和额外功
额外功：为了达到工作目的，不得不做的功
定义：有用功跟总功的比值
有用功：为了达到工作目的，必须做的功
总功：动力所做的所有功
W总 = W有 + W额
公式： 总小于1
提高机械效率的方法：
增加物重，减小动滑轮重，减小绳重和摩擦
感谢观看

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