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- 2021-10-27 发布
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第十章 机械与人
1 Ø 有用功、额外功和总功
Ø 机械效率
2
当堂
作业
逐点
导讲练
课堂
小结
课后
作业
小明家住在二楼,买了一批木料,可以直接用手拉
到二楼,也可以使用动滑轮,使用动滑轮的作用为
了省力。
思考:用手直接对木料做功与手对机械做功相等吗?
为什么?
1 知1-导
知1-导
人提沙子做功
1对砂子做功
2对桶做功
3克服自重做功
人拉滑轮做功
1对砂子做功
2对桶做功
3对动滑轮做功
人拉滑轮做功
1对砂子做功
2对口袋做功
3对动滑轮做功
知1-导
•有用功:有实用价值功,用W有用表示。
•额外功:没有实用价值但又不 得不做的功,
用W额表示。
•总功:有用功与额外功的总和,用W总表示。
W总= W有用+ W额外
定义
知1-讲
[多选]关于有用功与额外功的说法,正确的是( )
A.用水桶从井中提水时,对水做的功是有用功,而
对水桶做的功是额外功
B.用水桶从井中提水时,对水桶做的功是有用功,
对水做的功是额外功
【例1】 A C
知1-讲
C.当水桶掉进井里,需要将水桶打捞上来时,对水
桶做的功是有用功,而对桶内的水做的功是额外
功
D.从井中打捞水桶时,对水做的功是有用功,对水
桶做的功是额外功
知1-讲【解析】
•用水桶从井中提水的目的是为了从井中得到水,所
以 对水做的功是有用功,而对水桶做的功是我们不需
要 但又不得不做的,是额外功,故A正确,B错误;
•从井中打捞水桶的目的是为了从井中捞起水桶,因
此 对水桶所做的功是有用功,对水所做的功是额外功,
故C正确,D错误。
知1-讲
拓展:三种机械各种功的比较
机械功 杠杆 滑轮组(提重物) 斜面
有用功 W有用=Gh W有用=Gh W有用=Gh
额外功
克服杠杆本身重力、
摩擦力所做的功
W额外=W总-W有用
克服动滑轮重、绳重、
摩擦力所做的功
①W额外=W总-W有用
②若不计绳重、摩擦
力,W额外=G动h
克服摩擦力所做
的功
①W额外=W总-W
有用
②W额外= fL
总功 W总=Fs W总=Fs W总=FL
知1-练
用铁桶从井中打水,此过程中( )
A.人对铁桶做的功是额外功
B.人对水做的功是额外功
C.人对水和铁桶做的功都是额外功
D.人对水和铁桶做的功都是有用功
1 A
知1-练
【中考·漳州】亮亮和体重较大的爸爸帮助邻居各扛
一袋质量为5 kg的大米,从一楼爬到三楼,爸爸用
时较短。则亮亮与爸爸所做的( )
A.有用功相等
B.总功相等
C.总功率相等
D.有用功和总功的比值相等
2
A
知2-导2
你知道生活中的“率”一词吗?
种子的发芽率、树的成活率
粉笔利用率
时间的利用率
上述的几个“率”=有用的量/总量
表示事物某一方面的优劣。
知2-导
• 有用功跟总功的比值叫机械效率。
•
• 机械效率一般用百分数表示,没有单位。
• 机械效率会大于1吗?为什么?
有用功总小于总功,所以机械效率总小于1。
100%
W
W
有
总
定义
公式
思考
知2-导机械效率公式:
100%
W
W
有用
总
100%
G h
F S
物
动力 动力
100%
W
W W
有用
额外有用
100%
W W
W
总 额外
总
知2-导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。
知2-讲
图中剪刀剪纸的机械效率为80%,这表示( )
A.若作用在剪刀上的动力是1 N,则阻力是0.8 N
B.若作用在剪刀上的阻力是1 N,则动力是0.8 N
C.若作用在剪刀上的动力做功1 J,则有0.2 J 的
功用于剪纸
D.若作用在剪刀上的动力做功1 J,
则有0.8 J 的功用于剪纸
【例2】 D
知2-讲
【解析】
•利用剪刀的目的是剪纸,所以剪纸做的功是有用功。
•由机械效率为80%知,如果动力做功1 J,有0.8 J用
于剪纸,0.2 J是额外功。
知2-练
1 甲、乙两种机械的机械效率分别是80%和65%,则
下列说法正确的是( )
A.使用甲机械省力
B.使用甲机械做功快
C.在相同的时间内,使用甲机械完成的功多
D.乙机械的额外功在总功中占的比例大
D
知2-练
2 甲、乙升降机分别把相同质量的物体匀速提升相同
的高度,甲升降机比乙升降机的机械效率高。两者
相比,甲升降机( )
A.做的总功较少
B.做的总功较多
C.提升重物做的有用功较少
D.提升重物做的有用功较多
A
1 知识小结
有用功
额外功
总功
机械效率 100%
W
W
有用
总
1. 有用功跟总功的比值叫机械效率,机械效率永远小
于1。
2. 机械效率指的是有用功在总功中占的比例,与功率
没有必然的关系。
2 易错小结
【中考·德阳】关于功率、机械效率的说法正确的是( )
A.做功多的机器机械效率一定高
B.机械效率高的机器功率一定大
C.功率小的机器做功慢
D.功率大的机器做功时间一定短
易错点:混淆了功、功率和机械效率的关系
C
(来自教材)
机械的机械效率能不能大于或等于100%?为什么?
从提高起重机的机械效率来看,你有哪些建议?
1
2
解:减小吊钩等起吊部分机械自重,减小提升时
需要克服的摩擦,提升重力较大的货物。
解:不能,因为使用任何机械都要做额外功。
(来自教材)
某建筑工人用大小为600 N的拉力F,通过定滑轮
将重为500 N的重物匀速提升2 m (如图)。求:
(1)这名建筑工人做的有用功是多少?
(2)这名建筑工人做的总功是多少?
(3)此定滑轮的机械效率是多少?
3
解:(1)W有=Gh=500 N×2 m=1 000 J;
(2)W总=Fs=600 N×2 m=1 200 J;
(3)η=
1000J100%= 100% 83.3%
1200J
W
W
有
总
。
(来自教材)
某人用100 N的力,沿竖直方向将杠杆动力臂的端点
压下2 m,杠杆的另一端将320 N的重物举高0.5 m,
则他做的有用功是多少?杠杆的机械效率是多少?
4
解:W有=Gh=320 N×0.5 m=160 J;
W总=Fs=100 N×2 m=200 J;
η= 160J100%= 100%=80%
200J
W
W
有
总
。
如图所示,升旗过程中,克服旗的重力做的功是
________,克服绳子重力做的功是________,拉力
做的功是________。(均填“有用功”“额外功”
或“总功”)
5
有用功 额外功
总功
俗话说“竹篮打水一场空”,此过程中,对______
做的功是有用功,对________做的功是额外功,
这一现象所包含的物理道理是机械效率_____(填
“高”或“低”)。
6 水
竹篮
低
【中考·泉州】如图所示,用甲、乙两种装置匀速提
升同一重物,若每个滑轮重相同,且物重大于滑轮
重,不计摩擦及绳重。则下列说法正确的是( )
A.甲较省力,机械效率较低
B.乙较省力,机械效率较低
C.甲较省力,机械效率较高
D.乙较省力,机械效率较高
7
B