机械效率课件 公开课一等奖课件PPT

进阶习题
进阶习题1
用动滑轮将重400N的物体提升5m，拉力F做的功是1000J，求动滑轮的机械效率．
进阶习题2
用滑轮组提升重物时，重物上升的高度为1m，拉力F做的功为200J，不考虑滑轮重和摩擦， 则拉力F的大小及动滑轮的机械效率分别为( )
进阶习题3
用滑轮组提升重物时，重物上升的高度为1m，拉力F做的功为200J，不考虑滑轮重和摩擦， 则拉力F的大小及动滑轮的机械效率分别为多少？
公式
01
机械效率的公式为：$eta
=
frac{W_{有用}}{W_{总}}$
02
其中，$eta$表示机械效率， $W_{有用}$表示有用功，$W_{总 }$表示总功。
单位
机械效率的单位是百分比，表示为百 分数。
例如，如果机械效率为80%，则表示机 械效率为80%。
02
机械效率的原理
有用功和总功
谢谢观看
高阶习题
1 2
高阶习题1
用滑轮组提升重物时，物重G=6×10^3N，滑轮 组的机械效率为80%，拉力F做的有用功是多大？
高阶习题2
用滑轮组提升重物时，物重G=6×10^3N，滑轮 组的机械效率为80%，拉力F做的总功是多大？
3
高阶习题3
用滑轮组提升重物时，物重G=6×10^3N，滑轮 组的机械效率为80%，拉力F的大小为多少？
提高生产效率
机械效率的提高意味着生产过程 中能量的利用率更高，从而提高
了生产效率。
降低能耗
机械效率的提高意味着生产过程 中能量的损耗更少，从而降低了
能耗。
增强市场竞争力
机械效率的提高可以降低生产成 本，提高产品质量，从而增强企
业的市场竞争力。

物体质量对机械效率的影响
物体质量越大，所需的动力和能量就越大，机械效率也会相应提 高。但过大的质量会增加机械负担，导致机械效率降低。
提高物体质量的方法
增加负载、选择密度较大的材料等。
实例分析
以电梯为例，电梯在提升轻载时效率较低，而在提升重载时效率较 高。
提升高度
01
提升高度对机械效率的影响
提升高度越高，所需的能量和动力就越大，机械效率也会相应提高。但
和经济效益。
灌溉机械
灌溉机械如水泵和喷灌机等，通过 提高水的输送效率，为农业生产提 供稳定的水源，从而提高农作物产 量。
农业运输机械
如农用卡车和拖拉机等，用于农产 品的运输，其机械效率对于减少运 输时间和成本具有重要意义。
工业机械
采矿机械
采矿机械如挖掘机和矿用提升机 等，在矿产资源开采中发挥着重 要作用，提高其机械效率有助于 降低采矿成本和提高生产效益。
化工机械
化工机械如离心机和压缩机等， 在化工生产过程中需要高效率运 转，以确保生产流程的稳定性和
产品的质量。
流水线设备
流水线设备在制造业中广泛应用 ，提高其机械效率能够加快生产
速度，降低生产成本。
家用电器
空调和冰箱
空调和冰箱等家用电器在日常生活中不可或缺，其机械效率决定了 能源消耗量和制冷效果。
洗衣机和烘干机
实验器材
滑轮组装置
滑轮、绳子、重物。
测量工具
弹簧测力计、刻度尺。
实验步骤与数据记录
• 搭建滑轮组：选择合适的滑轮和绳子搭建滑轮组，确保装 置稳定。
实验步骤与数据记录
2. 测量数据 • 使用弹簧测力计测量重物的重力（G）。
• 测量绳子自由端的拉力（F）。

5、机械效率公式：
G物 • h F动力 • S动力
W有用
W总
f • S物
F动力 • S
W总 W额外
W总
W有用
W有用 W额外
5、机械效率公式：
提升
G物 • h F动力 • S动力
W有用
W总
移动 f • S物
F动力 • S
W总 W额外
W总
W有用
W有用 W额外
4.机械效率旳意义
• 对空桶做功 • 对动滑轮做功
W额
W总
措施2
措施3
动滑轮提口袋提沙子
} } 措施3： • 对砂子做功 W有
• 对口袋做功 • 对动滑轮做功
W额
W总
了解机械旳三种功
要实现目旳，完毕 有用功,必须施加
动力F对滑轮做 功，动力所做
旳是总功
要提升G，同步必须 将动滑轮也提升。这 时，你要克服动滑轮 重力和摩擦而额外做 功，不然你不能完毕 任务。这部分功无利 用价值而又不得不做，
使用动滑轮或滑轮组时： W额外=G动滑轮·h
（2）克服机械间旳摩擦做功：
使用斜面时： W额外=f摩擦·L
总功
动力对机械所做旳功. 有用功和额外功旳和等于总功。
公式（1） ：W总=W有用+ W额外 公式（2） ：W总=F动力·S动力
作用在机械上旳 动力
动力作用点移动 旳距离
算一算：三种提沙措施中旳W有、W额、W总分别为多少？
= 87.0%
5、机械效率公式 G物 • h
：
提升
F动力 • S动力
W有用
W总
f • S物
F动力 • S
W总 W额外
W总
W有用

5. 开始实验，手动转动滑轮组，使滑轮组转动一定距离 ，同时记录测力计和计时器数据。
在此添加您的文本16字
6. 重复实验多次，以获取更准确的数据。
数据记录与处理
01
记录每次实验中测力计 和计时器的数据，整理 成表格。
02
根据测力计和计时器的 数据，计算每次实验中 滑轮组转动的机械效率 。
03
分析实验数据，得出机 械效率与作用在滑轮上 的力、转动距离和时间 之间的关系。
发动机的机械效率。
总结词
采用轻量化材料
详细描述
采用轻量化材料，如铝合金和复合材料等 ，以降低发动机重量，减少能量损耗，提 高机械效率。
总结词
定期保养维护
详细描述
定期对汽车发动机进行保养维护，确保其 正常运行，及时更换磨损部件，以提高机 械效率。
PART 06
机械效率的发展趋势与展 望
新型材料的应用
通过调整切削参数，如切削深度、进 给速度和切削液等，以减少切削阻力 ，提高切削效率。
06
详细描述
采用新型刀具材料，如硬质合金和陶瓷等，以 提高刀具的耐磨性和切削性能，从而提高机床 的机械效率。
提高抽水机机械效率的案例
总结词
减少摩擦损失
详细描述
通过改进抽水机的轴承和密封装置 ，减少摩擦损失，降低能量损耗， 从而提高抽水机的机械效率。
2. 将滑轮组固定在支架上，调整滑轮组的高度，使测力 计能够水平测量力的大小。
在此添加您的文本16字
3. 将测力计和计时器连接到滑轮组上，确保测力计能够 准确测量作用在滑轮上的力，计时器能够准确记录转动时 间。
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4. 使用刻度尺测量滑轮组转动的距离，确保测量准确无 误。

作 业
1、复习巩固《机械效率》； 2、完成练习册上相应的习题；
3、思考课本P88第2、4题。
谢谢！
请计算出刚才这三种方法中有用功在总功中占的百分比
有用功 额外功
总功 机械效率
1 600J 2520J 3120J 19.2%
2 600J 180J 780J 76.9%
3 600J 90J 690J 87.0%
G物 • h
滑轮组l
F绳子 • s绳子
W有用
W总
W有用
W有用 W额外
W总 W额外
有用功 额外功 总功
1 600J 2520J 3120
2 600J 180J 780J
3 600J 90J 690J
二、 机 械 效 率
1.定义：有用功与总功的比值叫机械效率.
2.表达式: W有
W总
机械效率一般用百分数表示，没有单位。
分组讨论：
有没有机械效率为100%的机械？为什么？ 有用功 小于 总功 ，所以机械效率 小于 1 。
__物__体__上__升__距__离__h___和___绳__自__由__端__移__动__距__离__s________。
实验过程
注意事项：实验时拉力的方向 应尽量__竖__直__向__上_____，且应在 钩码___匀__速__移__动___的过程中读 取拉力的大小。
实验1 保持动滑轮重一定，改变钩码重力
W总
一台起重机将重3600N的货物提高4m。如 果额外功是9600J，起重机做的有用功是 多少？总功是多少？机械效率是多少？ 起重机在哪些方面消耗了额外功？
解：
起重机提高物体的力等于物体的重力
F=G=3600N 起重机提升重物所做的有用功

第16页
14、如图是小红同学探究影响斜面机械效率原因试验装置。试验准备器材 有：三个质量不一样木块A；三条粗糙程度不一样长木板B； 三个高度不一样长方体铁块C；刻度尺。 （1）试验还需补充器材有____________； （2）下面是小红探究斜面机械效率与物重关系时 统计相关数据。
测量 斜面粗 物重 斜面高 沿斜面拉 次数 糙程度 G(N) h(m) 力F(N)
第2页
η=
W有用 W总
斜面
η=
Gh FL
定滑轮
η=
Gh FS
动滑轮
η=
Gh FS
滑轮组
η=
Gh FS
η=Gh/(Gh+fL)
=
Gh Fh
=
G F
=
Gh F2h =
G 2F
=
Gh Fnh =
G nF
动滑轮，滑轮组 η=Gh/（Gh+G轮h）
第3页
一、选择题
1、小明用100N力将50N铅球掷出10m 远，则在铅球抛出过程中，人对铅球 所作功是：（ ）
第17页
15、如图所表示是一个起重机简图，用它把质量为 4×103kg，底面积为1m2货物G匀速提起。（取g＝10N/kg） 问： （1）当货物静止于水平地面时，它对地面压强是多少？ （2）若把货物匀速吊起16m，用了40s，则货物上升速度 是多少？ （3）起重机对货物做了多少功？ （4）吊起货物时，为使起重机不翻倒，其右边最少要配一 个质量为多大物体？
功和机械能复习课
第1页
功和机械能
一、功：做功两个力要原因，不做功三种情况， W=Fs，单位
二、功原理：理想机械
三、机械效率：公式，测量方法η=（Gh/Fs) ，怎样 提升η

0.050 88.8%
实验结论：用同一滑轮组提升重力不同的物体时，机械效率不同，
被提升的物体越重，机械效率越高。
影响滑轮组机械效率的因素：
(1)物重：同一个滑轮组，提起的物体越重，机械效率越高。
(2)动滑轮重：提起的物重一样，动滑轮越重，机械效率越低。
(3)摩擦（轮与轴及轮与绳之间）、绳重。减小摩擦可以减少额外功，
。
总功
有
计算公式：η＝
总
＝
W有用
W有用+W额外
注意：对于实际机械，由于总是有额外功存在，一定有η＜1。
物理意义：机械效率是标志机械做功性能好坏的重要指标，机械效率
越高，机械的性能越好。
一些机械的机械效率
起重机
40%～50%
喷气发动机
50～60%
抽水机
60%～80%
柴油机:
28%～40%
滑轮或滑轮组竖直提升重物的机械效率
0.1298
0.35
36.7%
实验结论：斜面的倾斜程度和斜面的粗糙程度都影响了机械效率。
斜面的倾斜程度（光滑程度一样的斜面，斜面越陡，倾斜程度越大，
越不省力 ，机械效率越高）；
斜面的粗糙程度（倾斜程度一样的斜面，斜面越光滑，越省力，机
械效率越高）。
有
斜面的机械效率：η＝
＝ 。
总
课堂总结
实验记录表
滑轮组
钩码重 钩码上升 有用
/N
高度/m
功/J
弹簧测力 绳子自由端移 总功 机械
计示数/N 动距离/m
/J 效率
（a）
0.5
0.03
0.015
0.3
0.087
0.026 57.5%

运动副与导轨
分析运动副（如滑动副、 滚动副等）和导轨在机械 系统中的运动传递效率。
润滑与磨损
研究润滑条件对运动传递 效率的影响，以及磨损对 运动传递精度和效率的影 响。
弹性变形与振动
探讨机械系统中弹性变形 和振动对运动传递效率的 影响及其控制措施。
能量转换效率
能量转换装置
01
分析机械系统中能量转换装置（如液压泵、马达等）的效率特
性。
热力学第二定律与熵增
02
阐述热力学第二定律在机械系统能量转换过程中的作用，以及
熵增对能量转换效率的影响。
能耗与节能措施
03
研究机械系统的能耗特性，提出降低能耗、提高能量转换效率
的节能措施。
03
提高机械效率的方法与措施
优化设计
采用先进的设计理念和方法，如拓扑优化、有 限元分析等，对机械结构进行优化设计，减少 材料浪费和重量，提高机械效率。
02
机械系统效率分析
动力传递效率
动力源与传递路径
分析动力源的性质，如电动机、内燃 机等，以及动力在机械系统中的传递 路径。
传动装置效率
轴承与密封件摩擦损失
探讨轴承和密封件在动力传递过程中 的摩擦损失及其对效率的影响。
研究齿轮、皮带、链条等传动装置的 效率，分析不同传动方式的优缺点。
运动传递效率
对比分析法
在同一条件下，对比不同机械设备的运行参数和性能表现，从而评估其 机械效率的高低。这种方法可以直观展现设备间的性能差异，但需要 确保对比条件的一致性和公平性。
评估指标
功率比
输出功率与输入功率的比值，反映机械系统能量转换的效率。功率 比越高，机械效率越好。
效率曲线
以输入功率或负载为横坐标，机械效率为纵坐标绘制的曲线图。通 过效率曲线可以直观地了解机械效率随负载或输入功率的变化情况 。

W有 W总
W有 W总
∴ 永远小于1 如何提高机械效率
人 教 版 八 年 级 物 理 上 册
第十章 浮力
10.2.2
浮力大小的计算
知识技能
】 1.利用公式F浮=ρ液gV排计算浮力。
2.能灵活使用多种方法计算浮力的大小。
知识技能
自学检测
合作探究
3 600 90 690
87.0％
用 哪 种 方 法 好 ？
二、机械效率
有用功跟总功的比值叫机械效率
公式：
W有 W总
机械效率一般用百分数表示，没有单位 看看刚才的数据，思考机械效率会大于１吗？为什么？
有用功总小于总功，所以机械效率总小于1
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。
如何提高机械效率
减小机械自重
例如：动滑轮太重，使二动二定滑轮组 很低，换用较轻滑轮就可提高其机械效率。
减小机械间的摩擦力。
小 结 ：
有用功 W有用 ：对人们有用的功
额外功W额 ：人们不需要但又不 得不做的功 总功 W总：有用功与额外功的总和
W总 W有 W额
机械效率的定义 ： 有用功跟总动的比值 公式：
2.一个物体的体积为200cm3，将其体积的二分之一浸没在水中 0.98N ；全部浸没在水中时，受到的浮力 时，它受到的浮力是 1.96N 是 。 3.一铁球先后浸没在盐水、水、酒精中，受到的浮力分别是F1、 F1＞F2＞F3 F2、F3，则三者大小关系是 。
知识技能 自学检测 合作探究 精讲点拨 即时练习
例 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？

议一议：为什么使用动滑轮后手要多做功？
机械的三种功
要提升G，同时 必须将本滑轮也 提升。这时要克 服滑轮重力和摩 擦而额外做功， 否则你不能完成 任务。本功无利 用价值而又不得 不做，是额外功。
要实现目的，完 成有用功,必须 施加动力F对滑 轮做功，是总功
提升重物G 是目的，有 利用价值，
是有用功
青 春 风 采
高考总分：
692分(含20分加分) 语文131分 数学145分 英语141分 文综255分
毕业学校：北京二中 报考高校：
北京大学光华管理学 院
北京市文科状元 阳光女孩--何旋
来自北京二中，高考成绩672分，还有20 分加分。“何旋给人最深的印象就是她 的笑声，远远的就能听见她的笑声。” 班主任吴京梅说，何旋是个阳光女孩。 “她是学校的摄影记者，非常外向，如 果加上20分的加分，她的成绩应该是 692。”吴老师说，何旋考出好成绩的秘 诀是心态好。“她很自信，也很有爱心。 考试结束后，她还问我怎么给边远地区 的学校捐书”。
W有＝Gh－－提升物体 2 、额外功（W额）：人们不需要但又不 得
不做的功。
3 、总功（W总）：有用功与额外功的总和 W总＝FS----- （运用机械时动力F所做的
功）
4 、三者关系： W总＝ W有＋ W额
请计算出有用功、额外功和总功分别是多少？ 你希望额外功多些还是少些呢？
人 提 1.对砂子做功 沙 子 2.对桶做功 做 功 3.克服自重做功
练习1、利用如图所示的滑轮组，在F=80N的
拉力作用下,将一个重为180N的物体匀速举高
1m，绳重、摩擦不计。
求:（1）W总=？
（2）W有用=？
(3) W额外=?
(4)η=?