如何提高机械效率教案精华版

你还记得吗?

1、弹簧测力计的使用：所测力的大小不允许超过弹簧测力计的量程，拉力的方向要和弹簧

轴线一致。

2、公的计算公式W=FS

3、机械功原理：使用任何机械都不省功。

想一想

观察上面的图，你会选择那种形式把物体拿到三楼？

知识点1：有用功、额外功与总功

1、有用功：我们所需要的有价值的功叫有用功。

2、额外功：对我们无价值的，而又不得不做的功，叫做额外功。

3、总功：动力对机械做的功，记作W总。通常指人对机械做的功。

典型例题

例1、如右图：

（1）F做的功为克服物体重力做功为

克服滑轮重力做功为（不考虑摩擦力做功）

（2）F做的功为

克服物体所受摩擦力所做功为

克服绳和轮、轮和轴间摩擦所做功为

思考与计算

1、使用机械做功时，是有用功多些好？还是额外功多些好？

2、额外功产生原因是什么？

3、使用机械时不能省功，有的效率还很低，为什么还要使用机械？

4、请算出刚才的三种办法中有用功在总功中占的百分比

知识点2：机械效率

1、定义：有用功跟总功的比值.

2、 额外

有用有用

总有用W W W W W +==

η

注意：

Ｗ额外＞０，Ｗ总＞Ｗ有用 所以η＜１

Ｗ额外＝０，Ｗ总＝Ｗ有用 所以η＝１（理想状态） 机械效率常用百分数来表示，比如某机械的效率是0.9即为90% 典型例题

例1、起重机的机械效率是60%它表示什么意思？

变式训练1、现实中,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。 想一想

下列两装置中额外功的来源在哪？

知识点3：如何提高机械效率

1、机械效率的影响因素

(1)同一滑轮组，机械效率的高低与提起物体的重力有关；

(2)当提起的重物相同时，不同滑轮组的机械效率与滑轮重有关．

(3)斜面的机械效率与斜面是否光滑有关。

(4)斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有关。

2、如何提高机械效率？

1、减小机械自重

2、减小机械间的摩擦力。

想一想

1、为得出滑轮组的机械效率，需要求出有用功和总功，

为此需要测出哪些物理量？每个量怎样测量？

3、F做的功为克服物体重力做功为

克服滑轮重力做功为（不考虑摩擦力做功）

知识点4：测算滑轮组的机械效率

1．原理：η＝ ×100﹪＝

2.用已调零的弹簧测力计测出钩码所受到的重力G ，并记录在实验数据记录表中；

3.用弹簧测力计竖直向上匀速拉动绳子自由端，使弹簧测力计的挂钩从图中的位置A 匀速竖直上升到位置A ‘，钩码从位置B 匀速上升到位置B ‘ 。用弹簧测力计测出绳子自由端受到 的拉力F ，用刻度尺测出AA ‘间的距离s ，BB ’间的距离h ，将F 、s 和h 的数值记录下来。

根据 总

有用W W =

η×100﹪计算出滑轮组的机械效率，并记录到实验数据记录表中。

典型例题

例1、小明在“测滑轮组机械效率”的实验中，用如图 13－3－1 甲所示的滑轮组进行实验，实验数据如下表：

(1)分析表中数据，可知滑轮组的机械效率与物体上升的高度____________，与所提物体的重力大小____________；(均选填“有关”或“无关” )

(2)请用实验中所测量的物理量符号写出计算机械效率的表达 式 η ＝ ____________ ， 并算出第4次实验的机械效率为____________；

(3)如果换用图乙所示装置进行实验，把同一重物提升相同高度 ， 需要做的额外功更 ____________ ，所以机械效率更____________： 针对训练

1、小雪和小红在“测滑轮组机械效率”的实验中，一起组装好如图所示的实验装置，他们

分别记下了钩码和弹簧测力计的位置。

（1）小红________向上拉动弹簧测力计，使钩码升高，并由弹簧测力计读出拉力为0.5N,同时小雪用用刻度尺测出钩码提升的高度为0.1m ，以上测量准确无误，其他被测物理量和计算的数据如下表：

（2）小雪和小红测得滑轮组的机械效率为100%，他们意识到出现了 错误，请你帮助找出原因_____________________________ (3)该滑轮组的机械效率实际为_______

(4)若提升的钩码重增加到6N ，则该滑轮组的机械效率 将_______（选填变大、变小、不变）

钩码重（N ）

弹簧测力计提升的高度（m ）

有用功（J ） 总功（J ） 机械效率

2 0.4 0.2 0.2 100%

巩固提高

1．从深为5m 的井中直接将一桶水提出井口，已知桶重20N ，桶中水重80N ．若此人的目的是为了提水，则机械效率为 ，若此人的目的是为了捞桶，则机械效率为 ． 2．用一个动滑轮把重为200N 的货物匀速提高4m ，所用的拉力是125N ，则有用功是 J ，总功是 J ，这个动滑轮的机械效率为 ．

3．用一个滑轮组在6s 内把84N 的重物匀速提升4m 时，在绳的自由端所加拉力大小为40N ，自由端通过的距离为12m ．则此过程中，有用功为 J ，拉力做功的总功率为 W ，滑轮组的机械效率为 ．

4．如图2所示，已知物重等于G ，请你补充一个物理量，用物重G 和补 充的物理量，求出动滑轮的机械效率．（绳重和摩擦忽略不计） 补充的物理量名称和符号： ； 机械效率η= ．

5．用如图3所示的滑轮组把重100N 的物体匀速提升0.5m ，所用的拉力是80N ，下列说法正确的是 （ ） A ．总功是50J ，有用功是80J B ．有用功是50J ，额外功是20J C ．总功是100J ，有用功是80J

D ．总功是80J ，机械效率是62.5%

6．用一重10牛的动滑轮匀速提升重50牛的物体，实际工作时拉力F （ ）

A ．可能是35牛

B ．正好是30牛

C ．正好是25牛

D ．要看被提升物体以多大的速度上升 7．利用如图4所示的装置，用40牛的拉力使物体匀速上升，不计绳重和摩擦，整个装置的

机械效率为75%．求：

（1）物体和动滑轮的重各是多少？

（2）若绳能承受的最大拉力为50牛，此装置的机械效率

最大可提高到多少？

图

3 图4

8、如图所示，斜面长S=10m，高h=4m．用沿斜面方向的推力F，将一个重

为100N的物体由斜面底端A匀速推到顶端B．运动过程中物体克服摩擦力

做了100J的功．求：Array

(1)运动过程中克服物体的重力做的功；

(2)斜面的机械效率；

(3)推力F的大小．

（1）实验中拉动弹簧测力计时要注意。

（2）表中第1次实验数据有错误，改正后计算出其机械效率为。

（3）根据第2次实验数计算出的机械效率为；比较两次的机械效率可以得

（4）小华用弹簧测力计测力时发现示数有忽大忽小现象，为改变这种现象，小华让弹簧测

力计静止下来读数，这样他测得的机械效率将（选填“变大”、“变小”或“不变”）。

（5）若将此滑轮组换一种绕绳方法，不计摩擦及绳重，滑轮组的机械效率（选填“变

大”、“变小”或“不变”）。

课后习题

1．某人用机械做了8000J 的功，其中额外功是有用功的3

1

，那么该机械做的有用功是 J ，机械效率是 ．

2．工人用一根杠杆提升一桶油，他用250N 向下的拉力拉过1.2m ，油桶上升30cm ，若杠杆的机械效率为90%，则油桶重为 N ．

3．如图1所示，某同学用一个动滑轮匀速提起一袋重为180N 的面 粉，所用的拉力为100N ，则动滑轮的机械效率为 ．如果 用此动滑轮匀速提起一袋质量为25kg 的大米，当拉绳子的速度 为 m/s 时，拉力的功率为54W ．（绳重与摩擦不计） 图1

4．要提高某机械的机械效率，应该 （ ） A ．减小外力所移动的距离 B ．减小额外功占总功的百分比 C ．减小总功 D ．减小外力

5．将动滑轮改为定滑轮使用后，在相同的时间内把同一物体匀速提高相同高度，则改动后与改动前比较 （ ） A ．节省了力 B ．提高了功率 C ．降低了效率 D ．提高了效率

6．工人师傅通常得用斜面把重物搬运到汽车上，如图2所示，汽车车厢底板高度h =1.5m ，

斜面长度s =3m ，现用力F 沿着斜面把 重力G =1800N 的重物匀速拉到车上，若不计摩 擦F 为 N ；若实际拉力F ’

=1200N ，则该

斜面的机械效率为 ． 图5

7．如图6所示是一种塔式起重机的起重滑轮组，它是由一个动滑轮和两个定滑轮组成的．

假如我们把钢丝绳照图中甲、乙、丙那样绕在

能承受7×104

吨重的货物时，该起重滑轮组的机械效率为90%，则 钢丝绳_______（填“会”或“不会”）断裂．

8．用机械效率为70%的滑轮组将重为2240N 货物拉起，所用的拉力为800N ，则滑轮组的组

合至少由几个定滑轮和几个动滑轮组成 （ ）

图6

图2

A ．1个定滑轮，1个动滑轮

B ．2个定滑轮，1个动滑轮

C ．1个定滑轮，2个动滑轮

D ．2个定滑轮，2个动滑轮

9．施工工地上，一个滑轮组经改进后提高了机械效率，用它把同一物体匀速提升同样的高

度，改进后和改进前相比较 （ ） A ．总功不变，有用功增加了 B ．总功不变，额外功减少了 C ．有用功不变，总功减少了 D ．做的有用功减少了

10．同学们在探究“影响滑轮组机械效率高低因素”时提出了下列假设： ①滑轮组机械效率高低可能与动滑轮重有关

②滑轮组机械效率高低可能与被提物重有关 ③滑轮组机械效率高低可能与物体提升高度有关 ④滑轮组机械效率高低可能与承重绳子段数有关 然后一位同学设计了如图7所示的两个滑轮组，进行对比实

验来验证提出的假设，则该实验验证的假设是 （ ） A ．① B．② C．③ D．④

11．如图8所示，小丽分别用甲、乙两滑轮把同一桶沙从一楼地面提到二楼地面，用甲滑轮

所做的总功为W 1，机械效率为η1；用乙滑轮所做的总功为W 2，机械效率为η2，若不计绳重与摩擦，则 （ ） A ．W 1 = W 2 η1 = η2 B ．W 1 = W 2 η1 < η2 C ．W 1 < W 2 η1 > η2 D ．W 1 > W 2 η1 < η2

12．如图9所示为“测滑轮组机械效率”的实验装置，小红同学进行了两次实验探究，得到

如下两组数据．

（1）根据实验数据计算出两次滑轮组工作的机械效率，填入表中．

（2）分析填入表中的机械效率，判断第 次测量的数据有明显错 图9 误，请猜想可能是哪个数据错误，并说出猜想的理由．

图7

图8

乙

甲

13．用如图10所示的滑轮组来拉动钢锭，已知钢锭与地面间的摩擦力f 为1200N ，若此时

滑轮组的机械效率为80%． （1）求拉绳子的力F 至少为多大？

（2）如果想用更小的力拉动钢锭，请你提出一条可行性建议． 图10

14．站在地面上的人用滑轮组把重960N 的贷物由地面匀速提升到4m 的高处，所用的时间是

8s ，人作用在绳子自由端的拉力为600N ．（不计摩擦和绳重） （1）依据题意在图11中画出绳子的绕法；

（2）请根据已知条件设疑并解答．（至少求出4个物理量）

15．如图8，用甲、乙两个滑轮组匀速提升重物，已知物重G 1与G 2之比为2 : 1，甲滑轮组

中动滑轮重G 动甲与G 1之比是1 : 5，乙滑轮组中两个动滑轮总重G 动乙与G 2之比是3 : 5（不计绳重与摩擦），求：

（1）甲、乙两个滑轮组的机械效率甲η与乙η之比？ （2）作用在绳子自由端的拉力F 1与F 2之比？

图

11