《人与机械》学案(鲁科必修)

作者：Pan Hon glia ng仅供个人学习1. 4人与机械学案 6【学习目标】1 巩固机械功的原理；2 能熟练计算机械效率，并知道其代表的物理意义；3 理解功率和机械效率是从不同方面反映机械性能的两个物理量，它们之间无必然的联系；【学习重点】能熟练计算机械效率，并知道其代表的物理意义；【知识要点】1. 功率与机械效率(1) 有用功、额外功和总功：利用机械工作时对人们有用的功叫有用功；对人们没有用，但又不得不做的功叫做额外功有用功与额外功的总和叫做总功(2) 机械效率： 定义：有用功跟总功的比值叫机械效率 物理意义：表示做功有效程度的物理量，效率越高,所做总功中有用功的比 例越大. 公式：n =x 100% n =x 100%注意：机械效率n总小于1.机械效率的理解1. 机械效率是反映机械性能的物理量.使用机械做功时，需要弄清哪部分功是需要而又必须做的功，哪部分功是不需要而又不得不做的功 .我们把人们需要 的、无论采取哪种方法都必须做的功叫有用功.虽不需要但又不得不做的功叫额外功.利用机械做功时，不可避免地存在摩擦、机械自重等方面的原因，因此额外 功是不可避免的.在使用不同的机械做相同的有用功时，我们希望额外功越少越 好，有用功与总功越接近越好.为了反映不同机械的这种差别，通常用有用功占总 功的百分比表示.当这个百分比越大，这个机械的性能越好.在物理学中，用机械 效率来表示.2. 有用功跟总功的比值叫机械效率.则n =.在理解上还需要注意：(1) 任何机械的机械效率总小于1.因为有用功总是小于总功；(2) 机械效率没有单位，一般用百分比来表示；(3) 机械效率由有用功和总功两个因素决定.当总功一定时，机械所做的有用功越多或额外功越少，机械效率就越高. 当有用功一定时，机械所做的总功越少或额外功越少，机械效率就越高.当额外功一定时，机械所做的总功越多或有用功越多，有用功在总功中所占 的比例就越大，机械效率就越高.所以,在分析机械效率的高低时，不能只看一个因素，要全面进行分析.(4) 提高机械效率的办法：通常是减少额外功；在无法减少额外功的情况下， 采用增大有用功来提高机械效率.例如,在用滑轮组提高重物时：n =,为提高机械效率可以采取增加提升物的办法来实现.2. 机械的使用【典型例题】【例1】如图所示，电动机带动卷扬机卷筒，通过卷绳及动滑轮将重物匀速拉 上斜面顶端,已知重物重19600 N,斜面高与斜面长的比h/L=1/2,重物沿斜面向上 匀速运动的速度为1.5 m/s.试求：(1)斜面、滑轮为理想机械时，电动机的输出功率和绳的拉力；若滑轮的效率n 1=90%,斜面的效率n 2=70%则以同样速度拉动重物,电动 机的功率P和绳的拉力F各等于多少？解析：（1）重物升高h,沿斜面滑行距离为L,绳拉上的长度为2L,速度v=,因 此有用功W有=Gh或W有=2FL,总功W总二Pt,根据功的原理Pt=Gh=G所以 P=G=14700 W又 2FL二Gh F二,，所以 F=4900 N.对实际机械组合来说,有用功为 W有二Gh对斜面输入的功即总功来说,根 据功的原理为W、，=对滑轮来说有用功即为对斜面的输入功WV =输入滑轮的功,也就是动力功,为整个机械组合的总功 W总二P t,根据功的原 理又为W=Wr / n 1=所以P t=,P=因为h=,代入上式P =23300 W根据功的原理有F 2L=F=7780 N.点评：机械效率是表示做功有效程度的物理量，效率越高,所做总功中有用功 的比例越大n =x 100%, n =x 100%W总=W/有 +W额,n总小于1.【达标训练】1. 关于机械效率，下列说法正确的是A. 有用功越大，机械的机械效率就越高B. 额外功越大，机械的机械效率就越低C. 总功越大,机械的机械效率就越低D. 有用功与总功的比值越大，机械的机械效率就越高2.4个同学测定滑轮组的机械效率时，得出下面4个数据,其中哪一个数据肯 定是错误的A. 0.80B.75%3. 分别用一个定滑轮和一个动滑轮将两个相同的重物提高相同高度，则A. 定滑轮的总功一定大于动滑轮的总功B. 定滑轮的有用功一定大于动滑轮的有用功C. 定滑轮的有用功一定小于动滑轮的有用功D. 定滑轮的有用功一定等于动滑轮的有用功4. 关于功率，下列说法中正确的是A. 机器的功率越大，做的功就越多B. 机械效率越高，机械的功率就越大C. 功率表示做功的快慢程度D. 使用省力的机械，可以提高机械做功的功率5. 两台机械所做的总功之比为2 : 1,它们的机械效率之比为3 : 4,则它们所 做的有用功之比为A.2 : 1B.3 : 4C.8 : 3D.3 : 26. 有两个人利用斜面共同将木箱拉上汽车，为了提高斜面的机械效率，下列做法中可取的是A. 以较快的速度将木箱匀速拉上汽车B. 以较慢的速度将木箱匀速拉上汽车C. 改由一个人匀速将木箱拉上汽车D. 板长不变，改用光滑的斜面板将木箱匀速拉上车答案：1.解析：机械效率的高低是由有用功、总功两个因素决定的，若只分析一个因素的大小，不能判断机械效率高低选项A、B要在总功一定的前提条件 下，才是正确的选项C要在有用功或额外功一定的前提条件下，才是正确的选 项A、B C只说出影响机械效率高低的一个因素，因此无法确定机械效率的高低. 答案:D2、C 3、D 4、C 5、C 6、D【反思】收 获疑 问版权申明本文部分内容，包括文字、图片、以及设计等在网上搜集整理。版权为潘宏亮个人所有This article in eludes someparts, in cludi ng text, pictures, and desig n. Copyright is Pan Hon glia ngs pers onal own ership.用户可将本文的内容或服务用于个人学习、研究或欣赏，以及其他非商业性或非盈利性用途，但同时应遵守著作权法及其他相关法律 的规定，不得侵犯本网站及相关权利人的合法权利。除此以外，将本 文任何内容或服务用于其他用途时，须征得本人及相关权利人的书面 许可，并支付报酬。Users may use the contents or services of this articlefor pers onal study, research or appreciati on, and other non-commercial or non-profit purposes, but at the same time, they shall abide by the provisi ons of copyright law and other releva nt laws, and shall n ot infringe upon the legitimate rights of this website and its releva nt obligees. In additi on, when any content or service of this article is used for other purposes, writte n permissi on and remun erati on shall be obta ined from the pers on concerned and the releva nt obligee.转载或引用本文内容必须是以新闻性或资料性公共免费信息为 使用目的的合理、善意引用，不得对本文内容原意进行曲解、修改， 并自负版权等法律责任。Reproducti on or quotatio n of the content of this articlemust be reas on able and good-faithcitati onfor the use of n ewsor in formative public free in formatio n. It shall notmisinterpret or modify the original intention of the contentof this article, and shall bear legal liability such as copyright.