物理競賽培訓(xùn)16機械效率

1、第十六講 機械效率【知識補充】1、有用功（有）：在工作時對我們有用的功（必須要做）；額外功（額）：在工作時對我們沒用的，但又不得不做的功（不須要做，但又不得不做）；總功（W總）：有用功與額外功的總和。W總有額。4、機械效率的概念、公式概念：機械效率（）：在物理學(xué)中，將有用功與總功的比值，叫做機械效率。公式：= W有/ W總5、機械效率的一些特征:機械效率的三個特征：沒有單位、 總小于1、用百分?jǐn)?shù)表示。6、提高機械效率的途徑途徑有三條：1）減輕機械自重 2）減小機械間的摩擦 3）允許情況下增加物重7、三種機械功的比較及機械效率的計算機械功杠桿滑輪組斜面提升重物水平勻速拉物體有用功W有=GhW有=

2、GhW有=fs物W有=Gh額外功來源：克服杠桿本身重力、摩擦力所做的功1、W額=W總-W有來源：克服動滑輪重、繩重及摩擦力所做的功1、 W額=W總-W有2、 若不計繩重、摩擦力W額=G動h來源：克服輪與繩間摩擦、繩重、動滑輪重所做的功1、 W額=W總-W有來源：克服摩擦力所做的功1、 W額=W總-W有2、 W額=fL總功W總= Fs繩W總= Fs繩W總=Fs繩W總=FL機械效率= W有/ W總 = Gh/ Fs繩1、= W有/ W總=Gh/ Fs繩= G/ nF（s繩=nh）2、不計繩重、摩擦=Gh/(Gh+G動h)= G/(G+G動)1、= W有/ W總=fs物/ Fs繩= f / nF(s

3、繩=ns物)1、= W有/ W總= Gh/ FL2、=Gh/ (fL+Gh)【熱身訓(xùn)練】例一：（2008邵陽）如圖所示，斜面長4m，高2m，工人用400N的力沿斜面將重為600N的箱子，從底端推到頂端下列說法中正確的是（）A有用功為1800J，總功1200J B有用功為1200J，額外功為800J C總功為1600J，機械效率為75% D總功為800J，機械效率為75% 【解析】：有用功W有用=Gh=600N2m=1200J；總功W總=FS=400N4m=1600J；額外功為W額=W總-W有用=1600J-1200J=400J；機械效率= 例二：用圖2所示的裝置探究斜面的機械效率，用15N的力

4、沿著長50c m，高30cm的斜面，將重為20N的木塊勻速拉上斜面。此過程中的額外功主要是指_。此斜面的機械效率為_。寫出一條提高斜面機械效率的措施?！窘馕觥课矬w沿斜面上升，此過程中的額外功主要是指克服摩擦力做功。斜面的機械效率為=100%=80%。答案：克服摩擦力做功 ； 80% ； 增大斜面傾角（減小斜面粗糙程度等）例三：小剛同學(xué)想測量家中一頭肥豬的重，如圖所示。他用繩將豬綁住掛在木棒的B點，將棒的一端O放在石坎上，人通過掛在A端的測力計拉起木棒的另一端，使木棒剛好到達水平位置。已知測力計示數(shù)F=320N,OA=1.6m,OB=0.4m。(1)請你根據(jù)以上數(shù)據(jù)計算豬的重力大約是多少？(2)

5、你認(rèn)為利用這種方法測出的豬的重力比實際重力偏大還是偏小，并說明產(chǎn)生誤差的原因是什么？如果豬的實際重力為1200N，豬被拉離地面0.1m，這個過程中杠桿裝置的機械效率是多少？【解析】（1）設(shè)豬的重力為G，由杠桿平衡原理，GOB=FOA，解得G=1280N.。（2）利用這種方法測出的豬的重力比實際重力偏大。產(chǎn)生誤差的原因是木棒具有重力。（3）豬被拉離地面h=0.1m，A點升高H=4h=0.4m，有用功W有=Gh，總功W總=FH,，杠桿裝置的機械效率是=100%=93.75%?！就黄朴?xùn)練】一、選擇題1某人用如圖所示的滑輪組勻速提起260N的物體，所用的力為100N，物體提高1m。 則下列說法中正確的

6、是A拉力做的有用功是100J B拉力做的總功是260JC滑輪組的機械效率是65% D物體上升過程中動能轉(zhuǎn)化為勢能2下列說法正確的是A機械做功越快，機械效率就越高 B做功時間越長，機械功率越大C功率大的機械比功率小的做功快 D所有機械的機械效率都小于13如圖所示，重力為500N的物體與地面間的滑動摩擦力是150N，為使物體勻速移動，必須在繩端至少加60N的拉力。則滑輪組的機械效率=_。若物體上面再放一重為200N的物體A，那么這時滑輪組的機械效率應(yīng)_(填“增加”“減小”“不變”)4一個滑輪組經(jīng)改進后提高了機械效率，用它把同一物體勻速提升同樣的高度，改進后與改進前相比A有用功減少，總功減少 B有用

7、功增加，總功增加C有用功不變，總功不變 D有用功不變，總功減少5在不計繩重和摩擦的情況下，利用圖示的甲、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、表示甲、乙兩裝置的機械效率，、表示拉力所做的功。A，B，C，D，6程躍要提起重800N的物體，但是他的最大拉力只有300N于是，他找來了一些滑輪，想利用滑輪組提起這個重物。己知每個滑輪重20N，程躍想站在地上向下拉繩，他最好選擇圖中_滑輪組來提起重物(選填“a”、b”或“c”)。請在所選的圖中畫出正確的繞繩方法。如果程躍的實際拉力是280N，求出所選滑輪組的機械效率。7如圖所示，小民利用滑輪組先后豎直向上勻速提升物體A和物體B。當(dāng)提升物體

8、A時，滑輪組的機械效率為75%，小民對地面的壓力為F1；當(dāng)提升物體B時，小民對地面的壓力為F2。已知小民的質(zhì)量為65kg，物體A的質(zhì)量為90kg，物體B的質(zhì)量為50kg。假設(shè)在拉繩子的過程中，小民對繩子的拉力與對地面的壓力始終豎直向下且在同一直線上，不計繩重和摩擦。則F2:F1=_。8用滑輪組以不同速度勻運提升重物A，作用在滑輪組繩子自由端的拉力均為F，如圖所示，不計繩重和摩擦。當(dāng)拉力F的功率為P1時，重物A以速度v1勻速上升h所用的時間為t1；當(dāng)拉力F的功率為P2時重物A以速度v2勻速上升h所用的時間為t2；當(dāng)拉力F的功率為時，重物A以速度v3勻速上升h所用的時間為A BC D 9在生產(chǎn)中，

9、人們往往用的是由杠桿、滑輪等簡單機械組合而成的復(fù)雜機械。在一次科技活動中，某校物理小組的同學(xué)們分別用一輕質(zhì)杠桿(不計桿重)、一只滑輪和一些細(xì)繩構(gòu)成了如圖所示的組合機械，其中O為支點，OA=3OB，他們發(fā)現(xiàn)使用組合機械可以更省力，如果提升G=90N的物體。在不計滑輪重、桿重和繩重及部件間的摩擦?xí)r，拉力F= _N。為了測量這個組合機械的機械效率需要測量的物理量有(用文字和字母表示) _；這個組合機械的機械效率為(用你選用的字母表示)=_。10、（08濰坊）小明同學(xué)利用圓珠筆桿、鋼絲、細(xì)繩制成了如圖所示的滑輪組用其勻速提升重物下列說法正確的是A拉細(xì)繩的力F等于鉤碼重力G的1/3 B拉細(xì)繩的力F等于鉤碼重力G的1/7C 用該滑輪組提起不同的鉤碼，機械效率相同 D用該滑輪組提起不同的鉤碼，機械效率不同11、（08濟寧）用相同的滑輪和繩子分別組成如圖11所示的甲、乙兩個滑輪組，把相同的物體提升相同的高度，在不計繩重及機械摩擦的情況下，甲所用的拉力 乙所用的拉力；甲滑輪組的效率 乙滑輪組的效率（填“大于”、“等于”或“小于”）。12如圖所示，某打撈隊的工人用滑輪組把底面積為O.02m2、高為2m的實心圓柱體從水下提起，已知圓柱體的密度為2.0103kg/m3，水的密度為1.O