内容正文:
11.3 如何提高机械效率
第1课时 认识机械效率
1
要点梳理
1.有用功与额外功:在物理学中,把人们需要的、有价值的功叫做__________,记作________;对人们既无利用价值又不得不做的功,叫做__________,记作________;人们在达到一定目的的过程中,动力对机械做的功叫做________,记作________。
2.机械效率
(1)定义:在物理学中,把__________与________的比值叫做机械效率,用________表示(机械效率通常用百分率表示)。
(2)计算公式:________________。
有用功
W有用
额外功
W额外
总功
W总
有用功
总功
η
(3)使用任何机械时都不可避免地要做额外功,总有W有用________W总,所以机械效率总是________1。(均选填“大于”“小于”或“等于”)
3.提高机械效率的方法:①________________,使机械更合理、更轻巧(减小机械自重);②使用时按技术规范操作,定时保养(减少机械间的摩擦)。
小于
小于
改进机械结构
典例精练
知识点 认识有用功、额外功和总功
例1 不计绳重,用桶从井中提水的时候,对________做的功是有用功,对________做的功是额外功。(前两空均选填“水”或“桶”)如果桶掉到井里,从井里捞桶时,捞上来的桶带有一些水,这时对桶做的功是________功,对水做的功是________功。上述两种情况,总功都是________力所做的功。
水
桶
有用
额外
拉
有用功就是人们为了达到某一目的而需要做的功;额外功是指人们在做功时,并不需要做,但是为了达到目的而不得不做的功。区分有用功和额外功的关键是看做功的目的是什么。
知识点 理解机械效率
例2 关于机械效率,下列说法正确的是 ( )
A.做功越多的机械,机械效率越高
B.机械效率高的机械做功快
C.有用功占总功的比例越大,机械效率越高
D.通过改进机械结构、减小摩擦等可以使机械效率提高至100%
C
对机械效率的理解:
(1)机械效率是衡量机械性能好坏的物理量。机械效率是一个比值,它没有单位;
(2)使用任何机械,都不可避免地要做额外功,因此有用功总小于总功,即机械效率总小于1;
(3)机械效率、功和功率是三个不同的物理量,它们之间没有必然的联系。做功多的机械,机械效率不一定高;功率大的机械,机械效率也不一定高。
知识点 机械效率的简单计算
例3 质量为0.5 kg的塑料桶装满水后总质量为10 kg,小明将其从地面匀速提到高度为1 m的桌面上,在提水的过程中所做的总功是________J,有用功是________J,机械效率是________。(g取10 N/kg)
100
95
95%
机械 说明 计算
(1) 用动滑轮提升G物=10 N的物体,提高高度h=1 m。拉力F=6 N,绳子自由端移动距离s=① ________m。 有用功:W有用=G物h=10 N×1 m=10 J
总功:W总=Fs=6 N×2 m=12 J
额外功:W额外=W总-W有用=10 J-10 J=2 J
机械效率:η=×100%=×100%≈83.3%
2
例4 仿照下表中机械(1)所给示例,完成其表格。
(2) 利用动滑轮拉动物体,使其在水平面上做匀速直线运动。物体受到的摩擦力f=20 N,物体移动的距离s物=2 m,拉力F=12.5 N,绳子自由端移动的距离s绳=②________ m。 有用功:③
___________________________
总功:④
___________________________
额外功:⑤__________________
____________________________
机械效率:⑥_________________
_____________________________
4
W有用=fs物=20 N×2 m=40 J
W总=Fs绳=12.5 N×4 m=50 J
W额外=W总-W有用=
50 J-40 J=10 J
(3) 将物体沿斜面从底部匀速拉到顶端,斜面长度s=4 m,斜面的高度h=1.2 m, 物体的重力G=100 N,拉力F=40 N。 有用功:⑦______________
________________________
总功:⑧________________
________________________
额外功:⑨______________
________________________
机械效率:⑩____________
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