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1、機(jī)械效率、機(jī)械效率1、有用功:對(duì)人們有用的功。公式:W/o=Gh(提升重物)=W-Wk=rW總2、額外功:并非我們需要但又不得不做的功公式:岫=W總噌=G動(dòng)h(忽略輪軸摩擦的動(dòng)滑輪、滑輪組)3、總功:有用功加額外功或動(dòng)力所做的功公式:W=W有用+Wi=FS=W有用/不4、機(jī)械效率:有用功跟總功的比值。W誓n=一(1)公式:W息(2)有用功總小于總功,所以機(jī)械效率總小于1,通常用百分?jǐn)?shù)表示。例如:某滑輪機(jī)械效率為60%!示有用功占總功的60%。(3)提高機(jī)械效率的方法:減小機(jī)械自重、減小機(jī)件間的摩擦。5、機(jī)械效率的測(cè)原理:=_W身_Gh“W總一fs應(yīng)測(cè)物理量:鉤碼重力G鉤碼提升的高度h、拉力F、
2、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,、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)論一影響滑輪組機(jī)械效率高低的主要因素有:A、動(dòng)滑輪重力大小和個(gè)數(shù)多少:提升同一物體用的動(dòng)滑輪越重,個(gè)數(shù)越多則額外功相對(duì)就多而有用功不變,機(jī)械效率就越低。B>物體的重力大?。河猛换芙M所提升得重物越重,做的有用功相對(duì)就多而額外功不變,機(jī)械效率就越高。C摩擦:若各種摩擦越大做的額外功就多,機(jī)械效率相對(duì)就低。D、繞線方法和重物提升高度不影響滑輪機(jī)械效率。二、簡(jiǎn)單機(jī)械的機(jī)械效率(1)斜面W<i=G-hWfe外=£-SW=F-S
3、=G-h+fS(2)杠桿W/r用=6物-h,j杠桿自重川摩We=F-S(3)定滑輪豎直方向提升重物(a)W1用=GhWo:摩擦及繩重W=F-S=F-h(4)定滑輪水平方向拉動(dòng)物體(b)W有用二空工W新加滑哪盅或厚壤WE=FSr=F"S物(5)動(dòng)滑輪(a)及豎直方向滑輪組二兵工簪(/為力臂)F*4rM尸增大J?押小自重減小摩擦增大獷激卜滑輪轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦Q)圖W用=6物hWfe外及繼重W總=F-S=F-nh=(6物+6動(dòng))h(n為連接動(dòng)滑輪繩子段數(shù))減小摩擦增大獷減小仃劭(小一定地不計(jì)繩重和摩擦(6)動(dòng)滑輪Wti=fS物Wb外:繩重及滑輪轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦注:a、所有機(jī)械克服自身摩擦做功均是額外功的組
4、成部分,故對(duì)機(jī)械進(jìn)行潤(rùn)滑一般都可以提高機(jī)械效率.b、所有的有用功均等于不使用機(jī)械時(shí)所做的功c、對(duì)于所有機(jī)械均有一、填空1. (2012福州)小明用同一滑輪組分別將甲、乙兩組鉤碼提升相同的高度,如圖11所示。他兩次提升鉤碼所用的拉力分別為F甲和F乙,則F甲F乙;所做的有用功分別為W甲和W乙,機(jī)械效率分別為Y甲和刀乙,貝UW甲Wl,Y甲乙。(均選填">"、"="或"<")300N的物體從一樓勻速提升到三樓,2. (2012襄陽(yáng))某同學(xué)利用兩個(gè)滑輪組裝了一個(gè)滑輪組,將重為所用的拉力為120N,則該滑輪組的機(jī)械效率為q3. (20
5、12濟(jì)寧)小明同學(xué)用如圖6所示的裝置測(cè)滑輪的機(jī)械效率,當(dāng)彈簧測(cè)立計(jì)豎直上拉,勻速提升個(gè)鉤碼時(shí),彈簧測(cè)立計(jì)的示數(shù)正好等于鉤碼的重,滑輪的機(jī)械效率為。圖64.(2012眉山)小雪用三個(gè)相同的滑輪組成如右上圖所示的滑輪組,將重為4m,若機(jī)械效率為 80%不計(jì)繩重及摩擦,則每個(gè)滑輪重為 N.120N的物體勻速提高了5. (2012廣安)如圖8所示,將質(zhì)量為100Kg的木箱,用一平行于斜面向上的力從底端勻速拉到斜面頂端,斜面長(zhǎng)5ml高1.6m,在此過(guò)程斜面的機(jī)械效率為80%則拉力做的有用功為J,拉力所做的額外功為J。(g=10N/Kg)6. (2012濰坊)小星用右圖所示的滑輪組,將質(zhì)量為30Kg的物體
6、A勻速提升了0.5m.已知繩子自由端所用的拉力F為200N.則在這個(gè)過(guò)程中拉力做了J的功,該滑輪組的機(jī)械效率為.(g=10N/kg)I_J7. (2012南通)如圖有一個(gè)動(dòng)滑輪,已知拉力為6N,物體A上升了20cm則拉力做功J,若物體A重為10N則滑輪的機(jī)械效率為。伊一<1/甲8. (2012重慶)用如圖所示滑輪組勻速提升重為200N的物體,人對(duì)繩的拉力為125N,不計(jì)繩重和摩擦,滑輪組的機(jī)械效率為。如果人的體重為600N,拉動(dòng)過(guò)程中繩始終未斷裂,他用此滑輪組能提升的最大物重為。9. (2012大理)吃飯時(shí)使用的筷子是(填:“省力”、“費(fèi)力”或“等臂”)杠杠。用如圖5所示的滑輪組,在6s
7、內(nèi)將重2000N的物體勻速提升了3m,手拉繩子的力為800N。則滑輪組機(jī)械效率為.10. (2012昆明)用圖6所示的滑輪組提起重力為1200N的物體肘,若不考慮摩擦、繩和動(dòng)滑輪的重力,則拉力F是N;若實(shí)際作用在繩端的拉力是500N,此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率是二、選擇Y的表達(dá)式正確的是()1.(2012安徽)如圖所示,有一斜面長(zhǎng)為L(zhǎng),高為h,現(xiàn)用力F沿斜面把物重為G的物體從低端勻速拉到頂端。已知物體受到的摩擦力為f,則下列關(guān)于斜面的機(jī)械效率A,號(hào)=華乂100%C=(F§)XX100%2. (2012 廣州)圖5的剪刀剪紙機(jī)械效率為 80% ,這表示()A.若作用在剪刀的動(dòng)力是1N,則阻力
8、是0.8NB.若作用在剪刀的阻力是1N,則動(dòng)力是0.8NC.若作用在剪刀的動(dòng)力做功1J,則有0.2J的功用于剪紙D.若作用在剪刀的動(dòng)力做功1J,則有0.8J的功用于剪紙250N的力將重400N的物體勻速提升1m,在此過(guò)程中滑輪組的3. (2012泰安)如圖所示,工人師傅用機(jī)械效率是()GA.80%B.62.5%C.125%D.20%4. (2012自貢)如右圖所示,用滑輪組提升重物時(shí),重800N的物體在10s內(nèi)勻速上升了1m,已知拉繩子的力F為500N,則提升重物的過(guò)程中()A.做的有用功是800JB.拉力F的功率是80WC.繩子自由端被拉下3mD.滑輪組的機(jī)械效率是60%5. (2012呼和
9、浩特)如圖所示,用相同的滑輪不同的繞法提起相同的重物,摩擦力可以忽略不計(jì),在物體勻速上升的過(guò)程中A.甲圖省力,機(jī)械效率甲圖大B.甲圖省力,機(jī)械效率一樣大C.乙圖省力,機(jī)械效率乙圖大C.乙圖省力,機(jī)械效率一樣大三、作圖6. (2012隨州)小明做“測(cè)定滑輪組的機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)時(shí),用如圖所示的滑輪組成滑輪組,請(qǐng)用筆畫(huà)線在圖中畫(huà)出使用該滑輪組時(shí)最省力的繞法。四、計(jì)算1. (2012益陽(yáng))如圖15所示是迫擊炮供彈車(chē)。鋼纜繩以大小為100N的拉力F使炮彈勻速升高2m,若炮彈重為150N,求:(1)滑輪組提升炮彈所做的有用功;(2)拉力F做的總功;(3)滑輪組的機(jī)械效率。2. (2012北京)圖18是一種
10、新型吊運(yùn)設(shè)備的簡(jiǎn)化模型示意圖,圖中虛線框里是滑輪組(未畫(huà)出),滑輪組繩子的自由端由電動(dòng)機(jī)拉動(dòng)。工人師傅用該吊運(yùn)設(shè)備先后搬運(yùn)水平地面上的圓柱形物體A和物體B。物體A的底面積為Sa,密度為R,高度為打;物體B的底面積為Sb,密度為Pb,高度為h2。當(dāng)物體A所受豎直向上拉力為1500N時(shí),物體A靜止,地面對(duì)物體A的支持力為N1,掛在滑輪組掛溝上的物體A勻速豎直上升4m的過(guò)程中,電動(dòng).機(jī)對(duì)滑輪組繩子自由端的拉力為F1,拉力做的功為Wo當(dāng)物體B所受豎直向上的拉力T2為1000N時(shí),物體B靜止,地面對(duì)物體B的支持力為N2。掛在滑輪組掛鉤上的物體B以速度v勻速豎直上升的過(guò)程中,電動(dòng)機(jī)對(duì)滑輪組繩子自由端的拉力
11、F2為625N,拉力F2做功的功率P為500W,滑輪組的機(jī)械效率為80%已知:Ni=2N2,5Sa=4Sb,8R=7禽,2hA=5hB,不計(jì)繩的質(zhì)量,不計(jì)滑輪與軸的摩擦。求:(1)物體B勻速上升的速度v:(2)拉力Fi做的功W。3. (2012鹽城)小明家新買(mǎi)的房子準(zhǔn)備裝修,為了將水泥從地面送上樓,他在樓上安裝了一個(gè)滑輪組,所用的滑輪每只2kg,每次將一袋50kg的水泥提升.5m.(不計(jì)繩重和摩擦,g取10N/Kg)求:(1)每袋水泥受到的重力大?。?2)每次做的有用功;(3)滑輪組的機(jī)械效率.4. (2012呼和浩特)質(zhì)量為8t的某載重汽車(chē),額定功率為240KW車(chē)上裝有12t的砂石。汽車(chē)先以
12、26km/h的速度,200KW的功率,在平直的路面上勻速行駛了5min;然后又以額定功率用了2min的時(shí)間,把砂石從山坡腳下送到了60m高的坡頂施工場(chǎng)地。求:(1)汽車(chē)在平直路面上勻速行駛的過(guò)程中,發(fā)動(dòng)機(jī)做的功和汽車(chē)受到的阻力;(2)汽車(chē)從坡底向坡頂運(yùn)送砂石的機(jī)械效率5. (2012玉林)如圖17所示是打撈沉船中一封閉貨箱的模擬裝置。己知貨箱重6500N,動(dòng)滑輪總重500N,聲音在海水中的傳描速度是1500m/s。在海面上用超聲測(cè)位儀向海底垂直發(fā)射聲波,經(jīng)過(guò)0.04s后收到回波(不計(jì)繩重和摩擦g取10N/kgp海水=1.0X103kg/m3)求:(1)沉船在水下的深度是多少?(2)海水對(duì)沉船產(chǎn)
13、生的壓強(qiáng)是多少?(不計(jì)沉船的高度)(3)貨箱離開(kāi)水面勻速上升過(guò)程中,該滑輪組的機(jī)械效率是多少?(4)當(dāng)貨箱在水面下勻速上升時(shí),如果繩子自由端的拉力為1000N,那么貨箱的體積是多少?(不計(jì)動(dòng)滑輪體積)(1)沉船在水下的深度h=vt=1500m/sX0.04sx=30m2(2)海水對(duì)沉船的壓強(qiáng)p=pgh=1X103kg/m3x10N/kgx30m=3X105Pa(3)若貨箱離開(kāi)水面后勻速上升h6. (2012荊州)20XX年,湖北省委、省政府作出實(shí)施“壯腰工程”、加快發(fā)展荊州振興的決定。某大型企業(yè)決定趁此良機(jī)來(lái)荊州投資,在進(jìn)駐荊州國(guó)家級(jí)開(kāi)發(fā)區(qū)后的廠房建設(shè)中,需要利用某機(jī)車(chē)把重為1X105N的材料
14、沿與水平地面成30。角的斜坡以1m/s的速度勻速?gòu)牡撞坷掀马?,如圖所示。已知斜坡的長(zhǎng)度為15m,機(jī)車(chē)的牽引功率為6X104W(1)機(jī)車(chē)把材料從斜坡底部拉到頂端的時(shí)間是多少?(2)機(jī)車(chē)對(duì)材料做的總功是多少?(3)機(jī)車(chē)把材料拉上坡頂?shù)倪^(guò)程中的機(jī)械效率是多少/7. (2012荊門(mén))今年,湖北省委、省政府作出建設(shè)“中國(guó)綠谷”、發(fā)展荊門(mén)的決定.某大型企業(yè)決定趁此良機(jī)來(lái)荊門(mén)投資,在進(jìn)駐我市開(kāi)發(fā)區(qū)后的廠房建設(shè)中,需要利用牽引機(jī)把重為1X105N的材料沿與水平地面成30。角的斜坡以1m/s的速度勻速?gòu)牡撞?拉上坡頂.如圖甲所示,已知斜坡長(zhǎng)度為15m.(1)斜面是一種一的簡(jiǎn)單機(jī)械.(2)汽車(chē)把材料從斜面底拉到斜面頂?shù)臅r(shí)間是多少?(3)牽引機(jī)把材料拉上斜面頂?shù)倪^(guò)程中的機(jī)械效率是多少?(計(jì)算結(jié)果精確到0.1%)(4)由于需要搬運(yùn)的材料到斜面還有一定的距離,工人師傅將一根木棒墊在材料底部,用另一根木棒插入材料與地面之間,慢慢將材料移至斜面底部.如圖乙所示,是某次操作的過(guò)程,A表示木棒與地面的接觸點(diǎn),B表示木棒與材料的接觸點(diǎn),C表示個(gè)人握木棒的手.請(qǐng)你畫(huà)出工人所用最小力的示意圖及其力臂.甲8. (2012日照)如圖19所示為傾角30°的固定斜面,方明同學(xué)用平行于斜面500N的推力將質(zhì)量為70kg的物體在5s時(shí)間內(nèi)勻速推高1mi(g取10N/kg)求:(1)推力做的總功和推力的功率。(2)斜面
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