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机械效率
(复习课)
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中考目标
1.理解什么是有用功、额外功和总功.
2.理解什么是机械效率.
3.了解提高机械效率的途径和意义.
4.会计算简单机械的机械效率.
学习重点
1.结合实例认识什么是有用功、额外功和总功.
2.理解机械效率的概念,会利用公式
η=W有 /W 总 进行有关计算.
基本概念回顾
1.功:如果一个力作用在物体上,物体在这个力的作用下沿力的方向移动了一段距离。则这个力对物体做了功。
W=FS
2、有用功(W有):对人们有用的功。
3、额外功(W额):人们不需要但又不 得不做的 功。
4、总功(W总):运用机械时动力F所做的功。(有用功与额外功的总和)
W总= W有+ W额
5.计算机械效率的表达式是:η=W有/W总
夯实基础
【例1】.利用如图所示的滑轮组,在拉力F作用下,将一个重为180N的物体匀速举高1m,绳重、摩擦不计,G动=60N。求:(1)F(2)W总(3)W有 (4) W额 (5)η(6)请你谈谈如何提高此滑轮组的机械效率?
G
F
.
(2) W总=FS=F×3h=80N×3×1m= 240J或
W总=( G物+G动)h= (180N+60N) ×1m=240J
(3) W有= G物h=180N × 1m= 180J
(4) W额= W总- W有= 240N-180N= 60J
(5) η = W有/W总 =180J/240J = 75%
(6)a:增加物重;b:减小动滑轮的重量。
解:(1)F=(G物+G动)/3=(180N+60N)/3
=80N
或W额= G动h=60N×1m=60J
点拨
(1)用滑轮组提升重物时我们做功的目的是为了提着物体上升一定高度,则有用功: W有=G物h.
(2)用滑轮组提升重物时,如果忽略绳重和摩擦时,则求拉力有: F=(G物+G动)/n
(3)求额外功可以用
W额=W总-W有
也可以用 W额=G动h(提升重物且忽落绳重和摩擦时)
(4)W总=Fs或W总= (G物+G动)h
(提升重物,忽略绳重与摩擦时)
(5)对于滑轮组而言,绳子移动的距离S(速度V)与物体移动的距离h(速度V)会有n倍的关系。n为作用在动滑轮上绳子的根数。
即S=nh(V绳=nV物)
夯实基础
【例2】如图所示,在20 N的水平拉力F作用下,重200 N的物体沿水平地面向左做匀速直线运动,物体与地面间的滑动摩擦力为48 N.求:
(1)若物体的速度为0.2 m/s,则1 min内拉力做的功为多少焦耳
(2)此过程中有用功为多耳少焦?
(3)该滑轮组的机械效率为多少?
夯实基础
解:(1)s物=vt=0.2m/s×1×60s=12 m
W总=Fs绳=20 N×3×12 m=720 J
(2)W有=fs物=48 N×12 m=576 J
(3) η=W有/W总
=576 J/720J=80%
点拨:
对于在水平面上运动的物体,对于克服摩擦所做的功才是有用功,而跟物体的重力无关!
W有=fs物
(f为物体与路面的摩擦力)
夯实基础
【例3】如图所示,将质量为100kg的木箱,用一平行
于斜面向上的力从底端匀速拉到斜面顶端,斜面
长5m、高1.6m,在此过程中斜面的机械效率为
80%则拉力做的有用功为________J,
拉力所做的额外功为________J.木箱与地面的
摩擦力为________ N(g取10N/kg)
夯实基础
(1)G物=m物g=100Kg×10N/Kg=1000N
W有=G物h=1000N×1.6m=1600J
(2) =W有/W总
80%=1600J/ W总
W总=2000J
所以W额= W总- W有 =2000J-1600J
=400J
(3)因为W额=fL
所以f= W额/L=400J/5m=80N
点拨:
对于斜面,当我们沿斜面方向把物体拉高时,克服物体与斜面之间的摩擦力所做的功为额外功,所以,此时求额外功可以用
W额=W总-W有
或
W额=fL ( f为物体与斜面的摩 擦力,L为斜面长度)
拔高冲刺
【例4】 搬运工人用如图所示的滑轮组将一个重120N的物体匀速提升3 m,所用的拉力为50N,不计绳重及摩擦.求
(1)滑轮组的机械效率;
(2)动滑轮的重;
(3)若用该滑轮组同时拉4个这样的物体,拉力为多大.(课后作业)
拔高冲刺
【例5】一辆质量为3.5×103 kg的汽车不慎陷入泥泞地面,汽车司机组织人们用如图所示的滑轮组将汽车拖出,已知整个过程中,水平拉力F是1×103N,汽车沿水平方向匀速移动了2 m,滑轮组的机械效率为90%.求
(1)拉力F做的总功;
(2)有用功为多大?
(3)汽车受到的阻力大小.(课后作业)
拔高冲刺
【例6】如图所示,张伟同学通过斜面用平行于斜面F=200N的推力,将质量为30 kg的物体在5 s时间内从底端匀速推到1 m高的平台上,斜面长S=2 m (g取10 N/kg)(课后作业)
(1)推力做的总功为多少焦?
(2)推力的功率为多少瓦
(3)斜面的机械效率为多少?
(4)斜面对物体的摩
擦力为多少牛?
1、有用功(W有):对人们有用的功。
计算: W有=Gh--提升物体; W有=fS物--水平移动
(G---物重,h---物体上升的高度,f---物体与地面的摩擦力 ,S物---物体水平移动的距离)
2 、额外功(W额):人们不需要但又不 得不做的功。
计算: W额=W总-W有 或
W额=G动h--提升物体,(不计摩擦与绳重时);
W额 =fL--斜面
3 、总功(W总):运用机械时动力F所做的功。
计算: W总= W有+ W额 或 W总=FS--滑轮组
W总=(G物+G动)h
(提升重物,忽略绳重与摩擦时)
W总 =FL--斜面
4.对于滑轮组而言,F=(G物+G动)/n(提升重物,不计摩擦和绳重时); S=nh(V绳=nV物)
5.计算机械效率的表达式是:
η=W有/W总
知识点总结
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