物理競(jìng)賽培訓(xùn)16機(jī)械效率

1、第十六講 機(jī)械效率【知識(shí)補(bǔ)充】1、有用功（有）：在工作時(shí)對(duì)我們有用的功（必須要做）；額外功（額）：在工作時(shí)對(duì)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(jī)械效率的概念、公式概念：機(jī)械效率（）：在物理學(xué)中，將有用功與總功的比值，叫做機(jī)械效率。公式：= W有/ W總5、機(jī)械效率的一些特征:機(jī)械效率的三個(gè)特征：沒有單位、 總小于1、用百分?jǐn)?shù)表示。6、提高機(jī)械效率的途徑途徑有三條：1）減輕機(jī)械自重 2）減小機(jī)械間的摩擦 3）允許情況下增加物重7、三種機(jī)械功的比較及機(jī)械效率的計(jì)算機(jī)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(dòng)滑輪重、繩重及摩擦力所做的功1、 W額=W總-W有2、 若不計(jì)繩重、摩擦力W額=G動(dòng)h來源：克服輪與繩間摩擦、繩重、動(dòng)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(jī)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(jì)繩重、摩擦=Gh/(Gh+G動(dòng)h)= G/(G+G動(dòng))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(jī)械效率為75% D總功為800J，機(jī)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(jī)械效率= 例二：用圖2所示的裝置探究斜面的機(jī)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(jī)械效率為_。寫出一條提高斜面機(jī)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(jī)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(cè)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(diǎn)，將棒的一端O放在石坎上，人通過掛在A端的測(cè)力計(jì)拉起木棒的另一端，使木棒剛好到達(dá)水平位置。已知測(cè)力計(jì)示數(shù)F=320N,OA=1.6m,OB=0.4m。(1)請(qǐng)你根據(jù)以上數(shù)據(jù)計(jì)算豬的重力大約是多少？(2)

5、你認(rèn)為利用這種方法測(cè)出的豬的重力比實(shí)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(shí)際重力為1200N，豬被拉離地面0.1m，這個(gè)過程中杠桿裝置的機(jī)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(cè)出的豬的重力比實(shí)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(diǎn)升高H=4h=0.4m，有用功W有=Gh，總功W總=FH,，杠桿裝置的機(jī)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(jī)械效率是65% D物體上升過程中動(dòng)能轉(zhuǎn)化為勢(shì)能2下列說法正確的是A機(jī)械做功越快，機(jī)械效率就越高 B做功時(shí)間越長，機(jī)械功率越大C功率大的機(jī)械比功率小的做功快 D所有機(jī)械的機(jī)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(dòng)摩擦力是150N，為使物體勻速移動(dòng)，必須在繩端至少加60N的拉力。則滑輪組的機(jī)械效率=_。若物體上面再放一重為200N的物體A，那么這時(shí)滑輪組的機(jī)械效率應(yīng)_(填“增加”“減小”“不變”)4一個(gè)滑輪組經(jīng)改進(jìn)后提高了機(jī)械效率，用它把同一物體勻速提升同樣的高度，改進(jìn)后與改進(jìn)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(jì)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(jī)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(gè)重物。己知每個(gè)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(qǐng)?jiān)谒x的圖中畫出正確的繞繩方法。如果程躍的實(shí)際拉力是280N，求出所選滑輪組的機(jī)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(shí)，滑輪組的機(jī)械效率為75%，小民對(duì)地面的壓力為F1；當(dāng)提升物體B時(shí)，小民對(duì)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(duì)繩子的拉力與對(duì)地面的壓力始終豎直向下且在同一直線上，不計(jì)繩重和摩擦。則F2:F1=_。8用滑輪組以不同速度勻運(yùn)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(jì)繩重和摩擦。當(dāng)拉力F的功率為P1時(shí)，重物A以速度v1勻速上升h所用的時(shí)間為t1；當(dāng)拉力F的功率為P2時(shí)重物A以速度v2勻速上升h所用的時(shí)間為t2；當(dāng)拉力F的功率為時(shí)，重物A以速度v3勻速上升h所用的時(shí)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(jī)械組合而成的復(fù)雜機(jī)械。在一次科技活動(dòng)中，某校物理小組的同學(xué)們分別用一輕質(zhì)杠桿(不計(jì)桿重)、一只滑輪和一些細(xì)繩構(gòu)成了如圖所示的組合機(jī)械，其中O為支點(diǎn)，OA=3OB，他們發(fā)現(xiàn)使用組合機(jī)械可以更省力，如果提升G=90N的物體。在不計(jì)滑輪重、桿重和繩重及部件間的摩擦?xí)r，拉力F= _N。為了測(cè)量這個(gè)組合機(jī)械的機(jī)械效率需要測(cè)量的物理量有(用文字和字母表示) _；這個(gè)組合機(jī)械的機(jī)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(jī)械效率相同 D用該滑輪組提起不同的鉤碼，機(jī)械效率不同11、（08濟(jì)寧）用相同的滑輪和繩子分別組成如圖11所示的甲、乙兩個(gè)滑輪組，把相同的物體提升相同的高度，在不計(jì)繩重及機(jī)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(duì)的工人用滑輪組把底面積為O.02m2、高為2m的實(shí)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