《机械效率》学案
一、基本概念:
1.机械效率的定义:
叫机械效率。
有用功:
。
总
功:
。
2.公式:
二、应用:
1、斜面的机械效率
【例1】为方便残疾人上下台阶,一些公共场所设计了专用通道。若将重700N的小车沿8m长的斜面匀速推上1.2m高的平台,沿斜面所用的拉力为150N,在此过程中斜面的机械效率是多少?
〖练习1〗如图所示,斜面长1m,搞0.2m.;将10N重的物体A从斜面底端匀速拉到斜面顶端,需要用平行于斜面的力2.5N,那么:
(1)斜面的机械效率是多少?
(2)重物上升过程中克服摩擦做了多少额外功?
〖练习2〗某兴趣小组在研究斜面这一简单机械时发现:利用斜面将一物体升高相同的高度时,斜面越长越省力。那么斜面的机械效率与斜面的长度有没有关系呢?他们决定探究这个问题,于是找来了4块表面光滑程度相同但长短不同的木板按下图放置,成为斜面,然后用弹簧测力计拉着木块分别沿着4个斜面匀速运动。记录数据如下表:
木块重G/N
斜面高h/m
斜面长s/m
沿斜面的拉力F/N
机械效率η
3.4
0.1
0.7
1.2
3.4
0.1
0.6
1.3
3.4
0.1
0.5
1.4
3.4
0.1
0.4
1.5
⑴请你在表格的空白处填写好机械效率的值;
⑵分析表格的实验数据,得出结论:
;
⑶你对这一结论的解释是
。
2、滑轮组的机械效率
【例2】某工地上,工人师傅用滑轮组将重600N的物体,他站在地面上用200N的力往下拉绳,使物体匀速上升3m,求滑轮组提升重物所做的有用功、该工人的拉力所做的功、滑轮组的机械效率分别是多少?
若用此机械将重800N的物体匀速吊起,滑轮组的机械效率是多少?
从例题2中得到的启示:
。
【例3】如图所示,用滑轮组拉动重500牛的物体在水平支持面上以2米/秒的速度做匀速直线运动,且物体所受摩擦力是物重的0.2倍,问:
⑴半分钟内物体移动的距离是多少?
⑵若不计滑轮重及滑轮与轴之间的摩擦,则拉力F是多大?
⑶若滑轮组的机械效率是90%,则F的大小是多大?
练习:某同学用两个滑轮组成的滑轮组,在同一种绕绳方式下匀速提升不同质量的物体,得到了多组竖直作用在生长自由端的拉力F与重物所受重力G的大小关系,并绘制出如图的F-G图像(不计绳重和摩擦)。求⑴由图像计算动滑轮所受重力;⑵画出该同学的绕绳方法;⑶用该滑轮组提起重65N的重物时滑轮组的机械效率。
小结:
1.斜面的机械效率
2.滑轮组的机械效率