机械效率和能教材.doc

1.功的原理 使用任何机械都不省功. A.对于理想机械(指不计摩擦、机械的重、绳重): W人对机械＝W机械对物体＝W手或 W总＝W有. B.对于实际机械:W人对机械(W总)W机械对物体(W有)或W总＝W有＋W额. 2.有用功、总功、额外功的含义及各自的计算式. A.有用功(W有) 指机械克服有用阻力所做的功(对我们有用的功). 求有用功W有,要看使用机械的目的. ① 对于竖直方向上提升重物,目的是克服重力做功,故 W有＝Gh； ② 对于水平方向匀速拉(推)物体,目的是克服摩擦阻力做功,故 W有＝f阻s物. B.总功 (W总) 指动力对机械所做的功.其表达式为:W总＝Fs.(F为直接作用在机械上的力) C.额外功(W额) 指机械克服额外阻力(对我们无用但不得不做的)所做的功.对于只计滑轮的重而言,W额＝G轮h. 例题1.用动滑轮将重为80牛的物体匀速提升2米，拉力做功200焦．不考虑绳重和一切摩擦． 有用功： 总功： 机械效率： 例题2. 利用一个动滑轮将重70N的物体匀速提高6m，设动滑轮重10N，绳重和摩擦不计，则利用动滑轮所做的有用功： 总功： 例题3. 某建筑工地的工人利用一定一动滑轮组把一些重500N砖匀速拉到5m高的楼上。 有用功最小为： 总功最小为： 例题4. 一个动滑轮重10N，用它把重200N的物体匀速提高2m 有用功： 总功： 例题5 板车上装有货物，一人拉着该板车将货物送到目的地，对货物所做的功叫__________功，对板车所做的功叫_________功，如果目的是送板车，则对板车所做的功叫___________功，对货物所做的功叫___________功。知识点二：机械效率1.定义 有用功占总功的比值,即η＝. 2.物理意义 机械效率是表示机械对总功利用率高低的物理量.若机械效率越大,表示该机械对总功的利用率越高,即机械做的有用功占它所做的总功的比例越大,或者说额外功占总功的比例越小,也说明该机械的性能越好. 3.机械效率为何总小于1? 因在使用机械时,不可避免W额0.所以由W总＝W有＋W额可知:W有W总,即η1. 4.计算机械效率的各种变形式: 1、标准滑轮组的机械效率（前提：不计绳重及滑轮与轴的摩擦） 1、绳子段数：受物重的绳子段数n 力：重物重力G物，拉力F，动滑轮总重G动，G物+G动）=nF 距离：重物上升高度h，拉力移动距离s，s=nh 功：W有=G物h，W额外=G动h，W总=Fs=（G物+G动）h 总结：G物、F、G动三者相互联系，知二得三。（类比电学U I R） 2、机械效率 前提条件：不计绳重、滑轮与轴的摩擦、（绳与滑轮的静摩擦力有的） 定义式： （适用于一切情况的η计算） 推导式：由物重G物、动滑轮总重G动和总拉力nF三者求机械效率η，只需其中两个即可。 从功的角度分析： 从力的角度分析： 小技巧： 例如：η=80%， 即G动与G物之比为1:4，G动与nF之比为：1:5 （说明1.公式中G物本质为拉动物体所需拉力，若物体在液体中受到浮力，则注意物重应为G物-F浮，即提升物体所需拉力；若不在液体中且竖直拉动物体，则所需拉力为G物，若为水平拉动接触面上的物体，则所需拉力为克服摩擦力f） 机械效率大小比较 η本质：物重（拉动物体所需拉力）与动滑轮重之比。比值越大，机械效率越高 用同一个滑轮组提升不同重物，重物越重，η越高。（动滑轮不变） 提升相同重物时，动滑轮越重，η越低。（重物不变） 4、决定η的因素：G物、G动、绳重及有无其他摩擦力等 不影响η的因素：提升物体的速度；绳子的绕法（滑轮不变，做的有用功相同，做的额外功也相同 ）、提升物体的高度 注：在探究实验中，用同一个滑轮组探究机械效率时，由于n不变，所以物体上升高度h与弹簧测力计拉动的距离h比值不变。 图2-4 甲 G G 乙 例1：如图所示，小民利用滑轮组先后竖直向上匀速提升物体A和物体B。当提升物体A时，滑轮组的机械效率为75%，小民对地面的压力为F1；当提升物体B时，小民对地面的压力为F2。已知小民的质量为65kg，物体A的质量为90kg，物体B的质量为50kg。假设在拉绳子的过程中，小民对绳子的拉力与对地面的压力始终竖直向下且在同一直线上，不计绳重和摩擦。则F2:F1=________。　　 例2、两个滑轮组如图2-4甲、乙所示，若每个动滑轮的重，摩擦阻力和绳子重力不计，用它们匀速提起重力为的物体时，甲乙两滑轮组的机械效率之比 为（ ） A、6︰7 B、7︰6