新浙教版九年級上機(jī)械效率專題

3.4機(jī)械效率專題在實(shí)際生活中，我們很難實(shí)現(xiàn)W額外=0，一般用W有用、W總的比值來衡量能量的利用率，也就是機(jī)械效率(Mechanicalefficiency)η=×100%=W有用W總(2)有用功總小于總功,所以機(jī)械效率總小于1(1)機(jī)械效率一般用百分?jǐn)?shù)表示，沒有單位

(3)η越大,表示機(jī)械工作時(shí)能量的利用率越高

W有用W有用

+W額外A.滑輪組：FGG’hW有用W總η====fSFS’fSFnSfnFFfSFfNGhLB.斜面：W有用W總η===GhFLGhGh+fLW有用W總η====

或==

GhFSGhnFhGhGh+G’hGG+G’GnFη=

GG+G’在滑輪組中有：如何增大機(jī)械效率舉例：如何增大滑輪組的機(jī)械效率？(1)對同一個(gè)滑輪組而言，G’是固定的。所提物重G越大，機(jī)械效率就越大。結(jié)論：η===1-

GG+G’G+G’-G’G+G’G’G+G’(1)若所提物重G不變，G’越小，機(jī)械效率越大。也就是說，一般可以通過減小機(jī)械自重和增加物體重力來增大機(jī)械效率例1

實(shí)驗(yàn)課上，甲、乙兩個(gè)小組所組裝的滑輪組如圖所示，已知所用滑輪、繩子的規(guī)格完全相同，不計(jì)繩重及摩擦，則下列說法中正確的是()A.甲較省力，甲的機(jī)械效率較大B.乙較省力，兩種方式機(jī)械效率一樣大C.乙機(jī)械效率較大，兩種方式提升物體的最大質(zhì)量相等D.以相同速度提升等質(zhì)量的物體，甲功率大解析

直接根據(jù)，得到η甲=

η乙；排除A、C；

再根據(jù)，得到F甲:F乙=3:2；故B正確

最后因?yàn)镾=nh，v物相等時(shí)，

v甲:v乙=2:3；所以P甲:P乙=

F甲v甲:F乙v乙=1；故D錯(cuò)η=

GG+G’F=

G+G’n練習(xí)甲乙兩個(gè)滑輪組如圖所示，其中的每一個(gè)滑輪都相同，用它們分別將重物G1、G2提高相同的高度，不計(jì)滑輪組的摩擦，下列說法中正確的是()A.若G1=G2，拉力做的額外功相同B.若G1=G2，拉力做的總功相同C.若G1=G2，甲的機(jī)械效率大于乙的機(jī)械效率D.用甲乙一種任何一個(gè)滑輪組提起不同的重物，機(jī)械效率不變C例2

如圖所示，人以600N的力向下拉動(dòng)繞在滑輪組的繩子一端10s，使繩端向下移動(dòng)了1.5m，重物勻速上升了0.5m，已知滑輪組的機(jī)械效率70%(g=10N/kg)。

(1)按題意畫出滑輪組的繞繩；(2)人所做功的功率多大；(3)被吊起重物質(zhì)量多大；解析(1)∵S=nh，∴n=S/h=1.5m/0.5m=3，根據(jù)“奇動(dòng)偶定”應(yīng)從動(dòng)滑輪出發(fā)繞線，如圖所示：(2)P=W/t=FS/t=600N×1.5m/10s=90w

；(3)η=，

整理得：G×0.5m=0.7×600N×1.5m，得G=1260N，m=126kg；GhFS練習(xí)如圖所示，用滑輪組來勻速拉動(dòng)地面上的小車，請畫出最省力的繞線方式。若地面與小車間的摩擦力為f，人拉繩子的拉力為F，試寫出η的表達(dá)式(忽略其他阻力)答案繞線如圖所示：fS4FSη==f4F例3

如圖所示，將重為100N的物體勻速從斜面的底端拉至頂端。已知斜面長5m，高2m，拉力F=50N。求該裝置的機(jī)械效率。解析如圖裝置結(jié)合了斜面和動(dòng)滑輪，沒有現(xiàn)成公式可以利用。因此我們應(yīng)從η的定義式著手，找到對應(yīng)的W有用、W總；η=====40%GhFSW有用W總100N×2m2×50N×5mGh2FL該題中F通過的距離S應(yīng)是物體移動(dòng)距離的2倍，即S=2L練習(xí)一斜面的機(jī)械效率為80%，應(yīng)用它可以用100N的力，勻速地沿斜面拉起重400N的物體，則斜面的高與長度之比為多少？η==80%GhFL=80%400N×h100N×L=hL15例4如圖是一個(gè)兩面光滑的斜面，β>α，同一個(gè)物體分別在AC和BC斜面受拉力勻速運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)，所需拉力分別為FA、FB，所做功分別是WA、WB，則()A.FA=FB，WA=WBB.FA<FB，WA=WBC.FA<FB，WA<WBD.FA>FB，WA>WB解析光滑斜面η=100%，即FL=Gh，故WA=WB

；

又有LA>LB，所以FA<FB，B正確例4一個(gè)重為500N的物體，用拉力F使它沿著長5m，高3m的光滑斜面AB，由A勻速拉上平臺B，在這過程中拉力做功

J，若在平臺BC上使物體前進(jìn)5m，這時(shí)重力做功

J，若實(shí)際推力為350N，則斜面的機(jī)械效率為

。答案FL=Gh=500N×3m=1500J；WG=0；η===85.7%GhFL1500J1750J物體的內(nèi)能擴(kuò)散、熱運(yùn)動(dòng)、內(nèi)能擴(kuò)散—物質(zhì)分子從高濃度區(qū)域向低濃度區(qū)域轉(zhuǎn)移，直到均勻分布的現(xiàn)象。注意：固體之間亦可發(fā)生擴(kuò)散，如接觸面光滑的金塊和鉛塊

久置后會(huì)相互粘連擴(kuò)散的本質(zhì)熱運(yùn)動(dòng)—大量粒子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)通過觀察分析，我們發(fā)現(xiàn)：(1)溫度越高，粒子熱運(yùn)動(dòng)越劇烈，擴(kuò)散快，內(nèi)能就大(2)質(zhì)量越大，做熱運(yùn)動(dòng)的粒子數(shù)目越多，內(nèi)能越大內(nèi)能—物體內(nèi)部大量做熱運(yùn)動(dòng)的粒子所具有的能量紅墨水的擴(kuò)散內(nèi)能的普遍性我們已經(jīng)知道內(nèi)能的微觀本質(zhì)是粒子的熱運(yùn)動(dòng)，那么當(dāng)粒子停止運(yùn)動(dòng)時(shí)，物體的內(nèi)能也就消失了但是粒子停止運(yùn)動(dòng)是需要條件的，只有當(dāng)物體溫度達(dá)到-273.15℃時(shí)，粒子才能靜止；而這一溫度只在理論上存在可能，在實(shí)際情況下只能接近而已。因此我們可以說：所有的物體均具有能內(nèi)，如0

℃的冰，其分子仍在較小的范圍內(nèi)無規(guī)則振動(dòng)，因而也具有內(nèi)能；我們只能說1kg20℃的水的內(nèi)能相較1kg0℃的冰內(nèi)能更大。內(nèi)能的比較(1)所有的物體均具有內(nèi)能，我們只能比較物體內(nèi)能的大小，不能說物體沒有內(nèi)能(2)對于一定質(zhì)量的物體，溫度越高，物體的內(nèi)能就越大(3)對于一定溫度的物體，質(zhì)量越大，物體的內(nèi)能就越大改變內(nèi)能的途徑實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論123氣體沖開膠塞，瓶內(nèi)出現(xiàn)白霧容器壁變熱，乙醚氣體沖開膠塞溫度升高，浸有燃料的棉花燃燒氣體對外做功，溫度降低，內(nèi)能減小對乙醚做功，溫度升高，內(nèi)能增大對氣體做功，溫度升高，內(nèi)能增大1.做功我們發(fā)現(xiàn)：物體對外做功，自身內(nèi)能減小；

對物體做功，物體內(nèi)能增加。2.熱傳遞將冰塊放在50℃的水中，冰塊吸熱熔化，水溫也有所降低這是因?yàn)椋嬖跍囟炔畹膬蓚€(gè)物體相互接觸后，一部分熱量會(huì)從高溫物體傳遞至低溫物體，直至兩者的溫度相等。我們知道，對同種物質(zhì)而言，決定內(nèi)能大小的因素是溫度和質(zhì)量，那么就存在這樣的可能性：一塊0℃的冰的內(nèi)能>一滴1℃的水的內(nèi)能若將這滴水滴在冰上，內(nèi)能是如何傳遞的呢？顯然，這滴水會(huì)放熱凝固，也就是說熱傳遞的方向是：

水→冰內(nèi)能低→內(nèi)能高因此熱量傳遞的方向是：高溫物體→低溫物體和物體內(nèi)能的高低沒有必然聯(lián)系(1)做功改變內(nèi)能:實(shí)質(zhì)上是其它形式的能和內(nèi)能之間轉(zhuǎn)化.

(2)熱傳遞改變內(nèi)能:實(shí)質(zhì)上是各物體間內(nèi)能的轉(zhuǎn)移.(3)做功和熱傳遞在改變內(nèi)能效果上是等效的.做功和熱傳遞改變內(nèi)能的關(guān)系比熱定義：1kg某物質(zhì)溫度升高1℃所吸收的熱量Q=cmΔt符號為c，單位J/(kg·℃)熱量的計(jì)算Δt表示物體溫度的改變值

Δt=t-t0(t0為初始溫度，t為最終溫度)物體升溫t>t0，即Δt>0，Q為正值，物體吸熱；物體降溫t<t0，即Δt<0，Q為負(fù)值，物體放熱；物體傳遞的熱量用Q表示，單位為J例水的比熱為4.2×103J/(kg·℃)，將500ml水從20℃加熱至50℃需多少熱量Q=cm