114机械效率_2

第十一章简单机械11.4机械效率你会选哪种方法呢？把重为100N的沙子运上三楼，你选哪种办法？有用功W有用：额外功W额外：总功W总：一、有用功、额外功、总功额外有用总WWW为达到目的而必须做的功；人们不需要但不得不做的功；有用功与额外功的总和。123有用功（J）额外功（J）总功（J）6006006002520312018078090690二、机械效率有用功跟总功的比值叫机械效率,符号：η2、定义式：100%WW有用总导出式：WW有用总WW有用总1、定义：请算出三种办法中有用功占总功的百分比123有用功/J额外功/J总功/J有用功与总功比值600600600252031201807809069019.2％76.9％87.0％起重机的机械效率是60%它表示什么意思？起重机所做的有用功占总功的60%3、机械效率的物理意义4、机械效率的其它计算WW有用总WWW总额外总1WW额外总额外功所占总功比例越小，效率越高WW有用总WWW有用有用额外11WW额外有用额外功所占有用功比例越小，效率越高（1）（2）1、有用功越多，机械效率越高；判断下面说法是否正确：2、额外功越少，机械效率越高；3、功率越小，机械效率越低；4、做相同的有用功，额外功越少，机械效率越高；5、做相同的总功时，有用功越多，机械效率越高；6、因为有用功总小于总功，所以机械效率总小于1；7、做的额外功一定时，总功越少，机械效率越高；8、有用功在总功中占的比例越大，机械效率越高；重点：机械效率的正确理解：1、机械效率是由机械本身决定的，跟功率无关；2、机械效率是反映机械优劣特征的物理量；3、任何机械都不能省功，机械效率总是小于1；4、机械效率不是单单由有用功或总功决定，而是由有用功占总功的比值决定；三、滑轮组的机械效率测定（实验）例、某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如下表所示，装置如图所示：次数物理量123钩码重G/N446钩码上升高度h/m0.10.10.1绳端拉力F/N1.81.42.4绳端移动距离s/m0.30.50.3机械效率η74%57%83%（1）通过表中数据可分析出实验1是用____图做的实验，实验2是用____图做的实验。甲乙GF甲GF乙（3）分析1、2两次实验数据：提升相同重物，动滑轮越重，机械效率______；分析1、3两次实验数据：使用同一滑轮组提升重物，重物越重，机械效率_____。次数物理量123钩码重G/N446钩码上升高度h/m0.10.10.1绳端拉力F/N1.81.42.4绳端移动距离s/m0.30.50.3机械效率η74%57%83%（2）为使测力计读数稳定，应沿着竖直方向_________拉测力计。匀速直线越低GF甲GF乙越高三、滑轮组的机械效率计算1、竖直提升重物：WGh有用WFs总WW有用总GhFnhGnFFnh适用范围：已知动力F和物重G，不计绳重。接下来请你格外重视红色字体部分的记录滑轮组的机械效率跟提升高度无关不计滑轮摩擦时：WW有用总()GhGGh物物动GGG物物动WGh有用物WFs总1(GGnhn物动）(GGh物动）WGh额外动适用范围：已知动滑轮重G动和物重G，不计滑轮的摩擦。滑轮组的机械效率跟绕线方式无关11GG动物增加物重，减小动滑轮重，可以提高滑轮组的效率接下来请你格外重视红色字体部分的记录fT2、水平拉重物：Wfs有用物WFs绳总WW有用总fsFns物物fnFFns物接下来请你格外重视红色字体部分的记录F3、竖直提升的重物受到浮力时：GTF浮WFs总FnhF阻FGF浮1(TGn动）T1(GGFn浮动物）(GGFh浮动物）WFh有用阻()GFh浮WW有用总-GFhFnh浮（）GFnF浮GFGGF浮浮动接下来请你格外重视红色字体部分的记录三、提高滑轮组的效率方法1、减小动滑轮重；3、减小机械间的摩擦力；2、增大物体重；特例：滑轮组的效率跟绕线方式无关；跟提升的高度无关。四、滑轮组的效率分析与计算技巧1、有用功是动滑轮受到的阻力做的功；即动滑轮与重物相连的那根绳子的拉力所做的功3、额外功是克服动滑轮和滑轮摩擦做的功；2、总功是人或者其它机器的绳端拉力做的功；4、熟练掌握滑轮组的力、距离、速度之间的数量关系；5、速度公式、杠杆平衡、功的定义式、功率定义式要熟练变形应用。例1：用一动滑轮将重200N的砂子提到9m高的架子上，所用力是120N，求有用功、总功、机械效率各是多少？解：WGh有用2009Nm1800J；W总12092Nm2160J；WW有用总1800J2160J83.3%.2Fh常用分数近似值：583.3%61493.3%1520083.3%.2120GNnFN例2：用高为h=2m、长为L=4m的斜面把400N的物体从地面推到2m高处，这时需要沿斜面的力的大小为250N，那么推物体所做的有用功、总功和机械效率分别为多大？2m4mF=250NWGh有用4002Nm800J；解：W总2504Nm1000J；FLWW有用总800J1000J80%.另外，额外功WWW额外总有用200J；200J504WfNLm额外；WfL额外，FLGhfL1、关于机械效率，下列说法中正确的是（）A、做有用功多的机械效率高B、做总功多的机械效率高C、做额外功少的机械效率高D、在总功中有用功占比例大的机械效率高2、将动滑轮改为定滑轮使用，这样一定（）A、提高了机械效率B、提高了功率C、改变了力的方向D、节省了力DAC3、如图所示，规格完全相同的滑轮绕成甲、乙两个滑轮组，分别提升重为G1和G2的两个物体，不考虑绳重及摩擦，则下列说法正确的是（）A、若G1=G2，则F1F2，甲的机械效率高B、若G1=G2，则F1F2，甲的机械效率高C、若G1G2，则F1F2，甲乙机械效率相同D、若G1G2，则F1F2，乙的机械效率高D4、用一个动滑轮，把50kg的货物提高1m，所用的力为300N，那么总功、有用功分别是（）A、500J、500JB、500J、300JC、600J、500JD、300J、600JCWGh有用5001Nm500J；W总2Fh3002Nm600J；1、如图所示，使用滑轮组提升重物，物重G=1000N，拉力F=250N，将重物提高2m，求：（1）有用功、总功、机械效率为多少？（2）若绳端的速度为0.5m/s，在5s内重物升高多少米？此时拉力的功率为多大？(1)解：W有用Gh10002Nm2000J；W总2Fh25052Nm2500J；5n由图，动滑轮上绳子段数，WW有用总2000J2500J80%；(2)s绳端移动距离vt绳0.5/5mss2.5m；h重物上升高度15s0.2m；P拉力的功率Fv绳2500.5/Nms125W。G结果不相等1、如图所示，使用滑轮组提升重物，物重G=1000N，拉力F=250N，将重物提高2m，求：（1）有用功、总功、机械效率为多少？（2）若绳端的速度为0.5m/s，在5s内重物升高多少米？此时拉力的功率为多大？(1)解：W有用2000J；W总2500J；5n由图，动滑轮上绳子段数，80%；v物体上升速度15v绳0.5/5ms0.1/ms；h重物上升高度vt0.1/5mss(2)0.5m；P拉力的功率Wt总2500J5s500W。究竟错误根源出在哪里？G强调物理量的对应性1、如图所示，使用滑轮组提升重物，物重G=1000N，拉力F=250N，将重物提高2m，求：（1）有用功、总功、机械效率为多少？（2）若绳端的速度为0.5m/s，在5s内重物升高多少米？此时拉力的功率为多大？(1)解：W有用2000J；W总2500J；5n由图，动滑轮上绳子段数，80%；(2)s绳端移动距离vt绳0.5/5mss2.5m；W拉力做功sF2502.5Nm625J；P拉力的功率Wt625J5s125W。G2、用右图装置滑轮组（不计所有摩擦）提升重物，在自由端所用拉力F=200N，若η=80％。求：（1）物体的重力；（2）动滑轮的重力；（3）若物体重力为1000N，该滑轮组的机械效率为多少？(1)解：5n由图，动滑轮上绳子段数，GnF由，GnF物重0.85200N800N；(2)G动动滑轮重nFG5200800NN200N；(3)1000GN物重时，GGG动10001000200NNN83.3%。G3、如图所示，物体重1500N，地面对物体的摩擦阻力是物重的0.4倍。某人用340N的拉力F，在8s内使物体沿水平地面匀速移动5m。求：（1）拉力F所做的功；（2）人做的有用功；（3）滑轮组的机械效率；（4）人做功的总功率。4、用如图的滑轮组将G=1200N的重物匀速拉高1m，滑轮组的机械效率为80％，则此过程中有用功等于多少？额外功等于多少？需要的拉力F为多大？G5、用滑轮组把质量为500kg的物体匀速提高0.8m，拉力F做功的功率是2500W，滑轮组的效率是80％时，求：（1）有用功和总功；（2）拉绳的时间；（3）物体速度；（4）额外功。G6、用图所示的滑轮组将重2000N物体匀速提升1m，滑轮组机械效率为80%，求：（1）绳端被拉下多少米？（2）有用功；（3）总功；（4）拉力F是多大？G7、小明利用如图所示的滑轮组将重为900N的物体从一楼匀速提升至六楼，所用的拉力为360N，绳子自由端移动的速度为0.3m/s。己知每层楼高3m，求：（1）小明所用的时间；（2）拉力的功率；（3）拉力的效率；G8、已知货物的质量为600kg，所受摩擦力为其重力的0.1倍，滑轮组的机械效率为75％。若人以0.5m/s的速度匀速前行，经100s将货物拉出仓库，g取10N/kg,。求：（1）人做的有用功为多大？（2）人的拉力为多大？（3）人拉力的功率为多大？G9、实验小组设计了如图所示的简单机械，模拟打捞沉船，实验中用实心立方体A代替沉船，已知A的体积为0.1m3，质量为280kg，设整个过程人均为匀速直线运动状态，忽略钢缆绳重及滑轮摩擦，不考虑风浪、水流等因素的影响，求：（1）A浸没在水中时受到的浮力是多大？（2）若A浸没在水中时，滑轮组的效率为60%，则A完全打捞出水面后，岸上钢绳的拉力F为多大？（3）若A完全打捞出水面后，以0.1m/s的速度被提升，求拉力F的功率。10、如图甲所示，长方体物体A的底面积为0.2m2，它对地面的压强为6×103Pa。重为800N的工人用如图乙所示的滑轮组把A匀速运到高处，所用拉力为F1，这时地面对工人的支持力为N1，滑轮组的机械效率为η1；若工人用拉力F2将另一个物体B匀速运到高处，这时地面对工人的支持力为N2，滑轮组的机械效率为η2，已知F1:F2=5:4，N1:N2=3:4，η1:η2=16:15。不计滑轮摩擦，求：（1）物体A的重力；（2）F1、F2的大小；（3）动滑轮重G0；（4）物体B的重力。G