内容正文:
10.5 机械效率
学习目标
(1)能结合实例分析什么是有用功、额外功和总功;并能陈述他们的关系
(2)能说出机械效率的含义,直到机械效率是小于1的,能利用机械效率的公式进行简单的计算。
(3)通过实验了解滑轮组机械效率的高低与物体重力的大小有
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1976年唐山大地震
救灾工具:
搞头、铁锹
24万人死亡
汶川、玉树地震救援
救灾工具:
起重机等大型机械
书 包
对我们有用的
对我们无用但又不得不做
有用功
额外功
总功
1.用弹簧测力计将勾码匀速提升一定高度。如图a,记录弹簧测力计示数。
2.用弹簧测力计并借助一只动滑轮将同样的勾码匀速提升相同高度,如图b。记录弹簧测力计示数。
3.并将记录下的弹簧测力计示数填入表格中,并完成表格该表格。
a b
有用功、额外功和总功
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物理量 G/N h/m F/N s/m W非动 W动
1
2
3
实验证明,使用机械做功时,尽管它会给我们带来如省力、方便等有利因素,但是,由于机械本身的自重,以及摩擦等因素的影响,需要额外做一些功。
1
0.4
0.6
0.8
0.4
0.48
2
3
0.4
0.4
1.1
1.6
0.8
0.8
1.2
0.8
1.28
0.88
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将表格完成后,你会发现借助动滑轮的弹簧测力计,拉力做的功要更多一些,你知道是为什么?
物理量 G/N h/m F/N s/m W非动 W动
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1
0.4
0.6
0.8
0.4
0.48
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0.4
0.4
1.1
1.6
0.8
0.8
1.2
0.8
1.28
0.88
由于机械自重及摩擦等因素
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G
F
提升重物是目的,是有用功。
要达到目的,完成有用功,必须施加力 F 对滑轮做功,是总功。
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1.有用功(W有):W有=G物h
对人们有用的功叫有用功。
2.额外功(W额):W额=G额h(或W额=fs)
人们不需要但又不得不做的功。
3.总功(W总):W总=Fs
拉力做的功,有用功与额外功的总和。( W总= W有+W额)
机械效率:
1.定义:有用功跟总功的比值。
2.公式:
3.用百分数表示。总小于1。
总之, 要找到一个做功过程中的有用功,我们必须先明确做功的目的,然后才可以确定有用功。
用机械做功时,机械所做的功就是总功。
滑轮组的机械效率与滑轮轴摩擦、动滑轮重、物重有关。
动滑轮重一定,物重越大,机械效率越高。 物重一定,动滑轮越重,机械效率低。
影响滑轮组机械效率的因素:G物、G动、绳重和摩擦
机械效率与什么因素有关
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。
起重机的机械效率是45%,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45%,也可以说有用功在总功中所占的百分比是45%,另外的55%是额外功。
理解机械效率的含义
离心式水泵60%-80%
柴油机28%-37%
起重机40%-50%
汽油机 22%-27%
生活中一些机械的机械效率
本节小结:
一、机械的三种功:
有用功——有利用价值的功。
总功——动力对机械所做的功。
额外功——对人们无利用价值而又不得不做的功。
W总=W有+W额
机械效率的定义 : 有用功跟总功的比值
公式:
η=
W有用
W总
∴η永远小于1
1.关于机械效率,下列说法正确的是( )
A .机械效率高的机械做功一定多
B .使用机械可以省力,省力越多,机械效率越高
C .没有摩擦时,机械效率就会达到100%
D .做同样的有用功,额外功越小,机械效率越大
D
课堂练习
2.用滑轮组将重400 N的物体提高3 m,已知滑轮组的机械效率是80%,则总功、额外功分别为( )
A.300 J、1 500 J B.1 500 J、300 J
C.1 200 J、1 500 J D.1 500 J、1 200 J
B
课堂练习
3.建筑工地上,工人用如图所示装置(滑轮组和吊篮组成)将600N的砖在6s内匀速提升2m,动滑轮重50N,吊篮重70N(不计绳重与摩擦),下列判断正确的是( )
A.此装置有4段绳子承担物重
B.工人对绳子的拉力为200N
C.工人师傅提升砖的有用功为1200J
D.此装置对砖块做功的功率为360W
C
课堂练习
$$