物理——機(jī)械效率

1、機(jī)械與人機(jī)械效率【知識(shí)點(diǎn)一】機(jī)械效率1 .有用功：定義：對(duì)人們有用的功。2 .額外功：定義：并非我們需要但又不得不做的功3 .總功： 定義：有用功加額外功或動(dòng)力所做的功4 .機(jī)械效率：定義：有用功跟總功的比值【知識(shí)點(diǎn)二】機(jī)械效率的測(cè)量原理：=W有用 Gh應(yīng)測(cè)物理量：鉤碼重力 G、W招提升的由S h、拉力F、繩的自由端移動(dòng)的距離 S器材：除鉤碼、鐵架臺(tái)、滑輪、細(xì)線外還需刻度尺.彈簧測(cè)力計(jì)。步驟：必須勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)使鉤碼升高，目的：保證測(cè)力計(jì)示數(shù)大小不變。結(jié)論：影響滑輪組機(jī)械效率高低的主要因素有：(1)動(dòng)滑輪越重，個(gè)數(shù)越多則額外功相對(duì)就多;(2)提升重物越重，做的有用功相對(duì)就多； (3)各種摩

2、擦越大做的額外功就多(注意：繞線方法和重物提升高度不影響滑輪機(jī)械效率)例1. 一臺(tái)起重機(jī)將3600N的貨物提高4m,如果額外功是9600N,起重機(jī)做的有用功是 總功是,機(jī)械效率是。例2.利用一個(gè)動(dòng)?t輪將重 70N的物體勻速提高6m,設(shè)動(dòng)滑輪重10N,繩重和摩擦不計(jì)，則利用動(dòng)滑輪所做的額外功是圖1總功是,這個(gè)滑輪組的機(jī)械效率是 。例3.如圖1所示，用拉力F使物體豎直勻速上升，下列說法正確的是()A .對(duì)物體做的功是額外功B.拉力F做的功是有用功C.拉力F移動(dòng)的距離是物體移動(dòng)距離的 2倍D .增加物體重力可以增加滑輪組的機(jī)械效率例4.如圖2所示，工人用250N的力將重400N的物體勻速提升2m,

3、在此過程中滑輪組的機(jī)械效率和所 做的額外圖2功分別為(A. 80%800JB. 80%1000JC. 62.5%200JD. 80%200J例5.某同學(xué)家新房裝修時(shí)，在地面與窗臺(tái)間放置一斜木板，將瓷磚沿木板從地面勻速拉上窗臺(tái)。如圖示，已知窗臺(tái)高3m,木板長(zhǎng)5ml瓷磚重500N,沿斜面所用拉力400N ,則斜面的機(jī)械效率是例6.如圖4所示，用豎直向上的力勻速拉動(dòng)較長(zhǎng)的杠桿，使重為36N的物體緩慢升高0.2m,拉力大小F=16N,拉力移動(dòng)的距離為0.5m.拉力所做的功為J，有用功為?J，杠桿的機(jī)械效率為課堂練習(xí)例1 .小明用如圖9所示的裝置探究杠桿的機(jī)械效率，每個(gè)鉤碼的質(zhì)量為m,。為支點(diǎn)。(1)他

4、將2只鉤碼懸掛在B點(diǎn)，在A點(diǎn)豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，拉力為 Fv測(cè)得A、B兩點(diǎn)上升的高度分別為h1、h2,則此次杠桿的機(jī)械效率為下.(用物理量的符號(hào)表示)圖9鐵 陪 自(2)他將2只鉤碼懸掛在C點(diǎn)，在A點(diǎn)豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，使C點(diǎn)上升高度為h2,則彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)將填“大于”、“等于”或“小于”)第Fi,此次彈簧測(cè)力計(jì)做的功將(填大于”、“等于"或“小于”)第一次做的功.(3)他將3只鉤碼懸掛在C點(diǎn)，在A點(diǎn)豎直向上勻速拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)，使C點(diǎn)上升高度仍為h2,則第3次杠桿的機(jī)械效率與前兩次相比(最大/最小/三次相等).例2.在“探究滑輪組的機(jī)械效率”時(shí)，小明利用兩組滑輪組進(jìn)

5、行了5次測(cè)量，用一個(gè)動(dòng)滑輪和一個(gè)定滑輪測(cè)定前4組數(shù)據(jù)，用二個(gè)動(dòng)滑輪和二個(gè)定滑輪得第 5組數(shù)據(jù)，測(cè)得數(shù)據(jù)如表:(1)請(qǐng)根據(jù)前四組數(shù)據(jù)，在圖甲中畫出實(shí)驗(yàn)中滑輪組的繞繩方法.(2)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)沿豎直方向拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì).N.(3)表格中變化處數(shù)據(jù)應(yīng)為(4)由表中第1、2組數(shù)據(jù)可知，同一滑輪組的機(jī)械效率與2；根據(jù)圖乙中彈簧測(cè)力計(jì)可知編號(hào)數(shù)據(jù)應(yīng)為無關(guān).中(5)由表中第3、4組數(shù)據(jù)可知，同一滑輪組的機(jī)械效率與摩擦和 有關(guān).的（填“正確”（6）有的同學(xué)認(rèn)為：“機(jī)械越省力，它的機(jī)械效率越高” .你認(rèn)為這句話是或“錯(cuò)誤”）.你是用小明收集的數(shù)據(jù)中兩組數(shù)據(jù)對(duì)比分析來判斷的.圖17【知識(shí)點(diǎn)三】影響機(jī)械效率大小因素1、動(dòng)滑

6、輪越重，個(gè)數(shù)越多則額外功相對(duì)就多;2、提升重物越重，做的有用功相對(duì)就多;3、各種摩擦越大做的額外功就多?！窘?jīng)典例題】Gi, G2提高相同高度，不計(jì)例1.如圖13,兩個(gè)滑輪組由每個(gè)質(zhì)量都相同的滑輪組成，用它們分別將重物繩重及摩擦，下列說法中正確的（A.若 Gi = G2,拉力做的額外功相同B.若 Gi = G2,拉力做的總功相同圖C.若 Gi = G2,甲的機(jī)械效率大于乙的機(jī)械效率D.用同一個(gè)滑輪組提起不同的重物，機(jī)械效率不變例2.如圖14所示，小麗分別用甲、乙兩滑輪把同一桶沙從一樓地面提到二樓地面，用甲滑輪所做的總功為W1，機(jī)械效率為口；用乙滑輪所做的總功為W2,機(jī)械效率為屯若不計(jì)繩重與摩擦，

7、則（hiA. W1 = W2in = 2B.W1 = W2C. W1 < W2印 > 2D.W1 > W2甲圖14 乙例3 .如圖15,滑輪重G1=G3< G2（選填：“大于”機(jī)械效率分別為%、0,比較下列機(jī)械效率ni或“等于”或“小于”）.例4.如圖16,取下2個(gè)鉤碼，此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率將（選填:增大“、減小”或不變”）.例5.小日效率分別滑輪組的gA.1 >?F2，>? T2C .一Cg設(shè)勻遇提高到相同高度,17所示），分別將近【基礎(chǔ)練習(xí)】次圖15嚓）O 了1關(guān)系正確的是（忽略繩重卑1 <?F2 > 4 >?%圖16F21.在不計(jì)繩重

8、和摩擦的情況下利用如圖所18示的甲、乙兩裝置分別用力把相同的物體勻速提升相同的高度.若用T甲、T乙表力甲、乙兩裝置的機(jī)械效率,W甲、W乙表示拉力所做的功，則下列說法中正確的是 （）4甲=W yW乙B.C.W甲<W乙1862.5%D.2.如圖19所示,圖19W甲<W乙利用動(dòng)滑輪提升貨物，動(dòng)滑輪的重為20 N,滑輪與軸間的摩擦及繩子重不計(jì).第一次把重為100 N的貨物勻速提升，這個(gè)過程動(dòng)滑輪的機(jī)械效率為.；第二次把重為200 N的貨物勻速提升，這個(gè)過程動(dòng)滑輪的機(jī)械效率為T2.則（）C.邛=? T2D.無法確定邛和？生的關(guān)系3.如圖20所示，小華同學(xué)在“測(cè)滑輪組機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)豎直

9、向上拉動(dòng)繩子的自由端。若鉤碼G重為3N,小華所用拉力F為1.2N,則滑輪組的機(jī)械效率為進(jìn)行實(shí)驗(yàn),;若換成重為5N的鉤碼G'再圖20此滑輪組的機(jī)械效率將選填“變大”、“變小”或“不變”）.綜合練習(xí)一.選擇題1 .如圖1 （不計(jì)繩重與摩擦，且動(dòng)滑輪重G動(dòng)小于物重G）,用它們分別將重相同的甲、乙兩物體勻速提升相同的高度，所用的拉力分別為F甲、F、它們的機(jī)械效率分別為7甲、7乙。則下列關(guān)系正確的是（GD.刀甲二刀乙2 .用四只完全相同的滑輪和兩根相同的繩子組成如圖2所示的甲.乙兩個(gè)滑輪組，不計(jì)繩子與滑輪的摩擦A.甲較省力且機(jī)械效率較高B.乙較省力且機(jī)械效率較高A . T1 >? T2C.

10、兩個(gè)滑輪組省力程度不同，機(jī)械效率相同D.兩個(gè)滑輪組省力程度相同，機(jī)械效率不同5m。3.如圖3所示，工人利用動(dòng)滑輪在10 s內(nèi)將重為100 N的重物（包括桶）沿豎直方向勻速向上提升了若該動(dòng)滑輪重10 N,忽略繩與滑輪之間的摩擦，不計(jì)空氣阻力，則下列說法正確的是（A.提升過程中，繩的拉力F做了 500 J的功B.提升過程中，繩的拉力F做了 550 J的功圖3C.提升過程中，繩的拉力F做功的功率是50 WD.該滑輪裝置的機(jī)械效率是100%圖745N ,則A處的拉力滑輪組的機(jī)械效率3.如圖10甲所示，水平地面上的一物體，受到方向不變的水平推力F的作用，F(xiàn)的大小與時(shí)間t的關(guān)系和物體速度v與時(shí)間t的關(guān)系如

11、圖乙所示。則第2秒末時(shí)，物體處于狀態(tài)，第6秒末到第9秒末，推力F做功是二.填空題1 .小紅家正在裝修房子，她設(shè)計(jì)了如圖7所示的搬運(yùn)方案，幫助工人師傅將沙子.水泥等材料運(yùn)到四樓陽臺(tái)，四樓陽臺(tái)到地面的距離為9米，若工人用500N的力將重為800N的材料提升到四樓陽臺(tái)，她做的有用功機(jī)械效率是2 .如圖8所示，利用輕質(zhì)滑輪組勻速拉動(dòng)水平地面上重為300N的物體，拉力F的大小為30N.若物體和地焦耳.1.淼究影響潸輪效率的因素裕羯現(xiàn)7小紅用如上右圖所驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表:實(shí)驗(yàn)次數(shù)物重G/N物體上升的距離h/cm彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)F/N彈簧測(cè)力計(jì)上升的距離s/cm13101.630v/in-s-F1圖10鋁制塑料 滑輪 色T）面之間的摩擦力大小為(1)231023050%在實(shí)驗(yàn)操作中33102.530應(yīng)豎直向上 拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì).(2)請(qǐng)?jiān)诒碇械目崭裉幪钌系谌螌?shí)驗(yàn)的機(jī)械效率.(3)從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析可知：提升同一物體，動(dòng)滑輪越重，滑輪組的機(jī)械效率越(4)她想繼續(xù)研究物體重力對(duì)機(jī)械效率是否有影響，請(qǐng)簡(jiǎn)要寫出實(shí)驗(yàn)方法：四.計(jì)算題1 .如圖14所示用滑輪勻速提起1200N的重物，拉力做功的功率為1000W,繩子自由端的上升速度為2m/s(不計(jì)繩重和摩擦)求：圖14(1)作用在繩自由端的拉力多大？(2)滑輪組的機(jī)械效率為多大？(3