Transcript 12机械效率

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第 2 课时 机械效率
一、有用功、额外功、总功
1．有用功：
(1)定义：对人们有用的功，一般指克服物体重力做的功．
(2)计算公式：W有用＝Gh＝mgh.
2．额外功：
(1)定义：一般指对动滑轮、绳子及克服摩擦力做的功．
(2)计算公式：W额外＝W总－W有用．
3．总功：
(1)定义：有用功和额外功之和，一般等于拉力做的功．
(2)计算公式：W总＝Fs＝Fnh.
二、机械效率
1．定义：有用功与总功的比值．
2．公式：η＝
W有用
×100%.
W总
3．任何机械的机械效率都小于 1.
三、滑轮组的机械效率
W有用 Gh
＝ .
1．计算式：η＝
W总 Fs
2．影响因素：动滑轮的重、物体的重、滑轮和绳子间的摩
擦．
①提升同一重物，动滑轮越多的滑轮组机械效率越低．
②同一滑轮组，提升的重物越重机械效率越高．(在绳子能
承受的限度内)
四、斜面的机械效率
W有用＝Gh
1．计算式：η＝
.
W总 Fs
2．影响因素：斜面的倾斜程度、斜面的粗糙程度．
3．提升同一重物时，斜面坡度越大，越不省力，机械效率
越高．
考点 1 滑轮组的机械效率
【例 1】(2011 年广东)用如图 15 －2 －1 所示的滑轮组在
20 s 内将重 600 N 的物体从地面竖直提高 4 m，
所用拉力是 250 N．在这个过程中，求：
(1)有用功是多少？
(2)拉力的功率是多少？
(3)滑轮组的机械效率是多少？
图 15－2－1
思维点拨：对重物做的功为有用功，拉力做的功为总功，
拉力的功率即为总功的功率，不能把功率和机械效率混淆．
解：(1)有用功 W有用＝Gh＝600 N×4 m＝2 400 J.
(2)拉力做功 W总＝Fs＝250 N×4 m×4＝4 000 J
W总 ＝4 000 J
拉力功率 P＝
＝200 W.
t
20 s
(3)滑轮组的机械效率
W有用
2 400 J
η＝
×100%＝
×100%＝60%.
4
000
J
W总
考点 2 斜面的机械效率
【例 2】(2012 年鸡西)如图 15－2－2，某实验小组的同学
们在“探究斜面的机械效率”的实验中，用弹簧测力计沿斜面匀
速向上拉动物块，收集了下表中的实验数据．
实验
次数
斜面的倾
斜程度
1
2
3
较缓
较陡
最陡
物块重 斜面高
斜面长
拉力F/N
力 G/N 度 h/m
度 s/m
5
5
5
0.2
0.5
0.7
2.4
3.2
4.3
图 15－2－2
1
1
1
机械效
率η
41.7%
78.1%
81.4%
(1) 分析表中的数据可得出：斜面越缓越 __________( 填
“省”或“费”)力．
(2)该小组又进行了第 4 次实验，他们在斜面上铺上棉布，
使斜面变粗糙，保持斜面高和长分别是 0.5 m 和 1 m，用弹簧测
力计拉动同一物块沿斜面向上做匀速直线运动，读出此时弹簧
测力计的示数为 4.5 N，他们测得这种情况下斜面的机械效率为
________．
(3)把第 4 次实验数据与表中数据综合分析可得出：斜面的
机械效率与____________和______________有关．
(4)当用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块时，物块所受
的拉力__________(填“大于”、“小于”或“等于”)物块所受的摩
力．
思维点拨：弹簧测力计沿斜面匀速拉动物块时，拉力的作
用是克服物块的重力和物块所受的摩擦力，所以拉力不等于摩
擦力．
答案：(1)省
程度
(4)大于
(2)55.6% (3)斜面的倾斜程度 斜面的粗糙
1．(2012 年广安)如图 15－2－3 所示，将质量为 100 kg 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 5 m、高 1.6 m，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．(取
g＝10 N/kg)
图 15－2－3
答案：1 600
400
2．(2012 年丹东)如图 15－2－4 所示，用弹簧测力计沿粗
糙斜面匀速向上拉动木块．由图中数据可知，弹簧测力计示数
为________N，斜面的机械效率为________；若将图中的斜面
变陡，则该斜面的机械效率将________(填“变大”、“变小”或
“不变”)．
图 15－2－4
答案：6
83.3% 变大