内容正文:
第十一章简单机械
第三节机械效率
(1)知道机械效率,能认识有用功和总功。
(2)知道机械效率总是小于100%,能认识提高机械效率 的意义和途径。
学习目标
功的原理视频
用图1所示的滑轮来提升重10N的物体,动滑轮重2N,若把重物提升1m,求拉力做的功?动滑轮的挂钩对重物的拉力做的功?
解:
W1=FS=6N×2m=12J
F= (G物+G轮)= (10N+2N)=6N
S=2h=2×1m=2m
W2=Gh=10N×1m=10J
使用机械能够省力
使用机械能够省功吗?
使用任何机械都不省功
1、什么叫有用功?什么叫额外功?什么叫总功?
有用功:对人们有用的功叫有用功
W有=Gh
额外功:对人们无用但又不得不做的功叫额外功
W总=FL
总功:有用功与额外功的总和叫总功
不用机械直接用手所做的功
使用机械所做的功
知识点一有用功、额外功和总功
你会选哪种方法呢?
试分别计算三种情况的有用功、额外功、总功
2、什么叫机械效率?机械效率的公式.
机械效率:
有用功和总功之比值
公式:
机械效率一般用百分数表示,没有单位
有用功总小于总功,所以机械效率总小于1
知识点二机械效率的大小
机械效率视频
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.
例1.起重机把质量为0.6t的重物提升了3米,而它的电动机所做的功是3.4×104J,起重机的机械效率是多少?
解:
例题讲解
判断:下面说法中是否正确.
1.有用功越多,机械效率越高
2.额外功越少,机械效率越高
3.物体做功越慢,机械效率越低
4.做总功越多,机械效率越低
5.做相同的有用功,额外功越少,机械效率越高
6.做相同的总功时,有用功越多,机械效率越高
7.用不同的滑轮组,做的有用功相同时,机械效率一定相同
8.因为有用功总小于总功,所以机械效率总小于1
9.做的额外功一定时,总功越少,机械效率越高
10.有用功在总功中占的比例越大,机械效率越高.
例2. 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?
解:
实验:测滑轮组的机械效率
探究实验
测量滑轮组的机械效率视频
需要测出哪些物理量?每个量怎样测量?
刻度尺、钩码、弹簧秤、滑轮组两个、铁架台、长约2m的细绳。
实验器材:
钩码的重G、钩码上升的高度h、拉绳子的力F、绳子的自由端移动的距离L
100
0.05
40
0.15
100
25
0.05
5
6
83.3
5
0.25
6.25
80
探究:斜面的机械效率与斜面的倾角的关系
斜面的效率视频
斜面的机械效率与斜面的倾角
有什么关系?
倾角越大,压力越小,摩擦力越小,额外功越小,效率越高
倾角越小,压力越大,摩擦力越大,额外功越多,效率越低
3、如何提高机械效率?
提高机械效率的方法:
①减小机械自重
②减小机械间的摩擦力。
③同一机械重物越重机械效率越高。
1.如图所示,绳子的一端固定,另一端绕过一个重G的油桶,在绳子的自由端用大小不变的水平拉力F,使油桶沿水平地面匀速滚动了一段距离S,在此过程中拉力F所做的功为
( )
A.FS B.GS C.2FS D.(G+F)S
C
随堂练习
2.如图甲所示,一物体置于斜面上刚好能沿斜面匀速下滑,现用一沿斜面向上的拉力F使该物体沿斜面向上匀速滑动,如图乙所示,则可知此时斜面的机械效率是( )
A.25%
B.50%
C.75%
D.条件不足,无法确定斜面具体的机械效率
B
3.利用如图所示的动滑轮将重为G的物体匀速地拉上斜面,设斜面长为L,高为h,滑轮的重力及摩擦力均不计,根据功的原理,则拉力为( )
A.
B.
C.
D.
C
4.质量是6 kg的物体A放在水平桌面上,利用下图装置使物体以0.2 m/s的速度做匀速直线运动,弹簧测力计始终保持水平,其示数为2 N,不计绳子的伸长和滑轮组内部的摩擦,则(g取10 N/kg)
(1)作用在绳端的拉力F为___N
(2)水平桌面对物体A的摩擦力是___N
(3)在10 s内拉力作用点移动___m
A
F
2
6
6
5.如图所示的滑轮组将重G=12 N的物体匀速提升20 cm。所用的拉力F=5 N,所做的有用功为 J,机械效率为 ,当改为提升18 N的重物时,该滑轮组的机械效率为 。(忽略绳重和滑轮与轴的摩擦)
2.4
80%
85.7%
F
G
6、如图,用甲、乙两种方式在相同时间内将同一物体匀速提升相同高度时,拉力做功的功率为P甲、P乙,机械效率分别为η甲、η乙(不计绳重与摩擦).下列判断正确的是( )
A. P甲= P乙,η甲=η乙
B. P甲<P乙,η甲>η乙
C. P甲<P乙,η甲=η乙
D. P甲>P乙,η甲>η乙
B
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作业布置
1.
2.
3.
Lavf57.67.100
$