资源描述
9.5 机械效率,将重300N的物体提高2m：,（2）用滑轮组，动滑轮30N，滑轮组对重物的功W1,（1）直接用手提，求W手,（若用杠杆、斜面呢？）,（3）提升动滑轮需要的功W2，动力F的功W,一、功的种类：,1、有用功：对人们有用的功。,（1）必须做的功，任何机械都不可减少,（2）不使用机械也要做：W有用 = W手,（3）一般地，,水平拉物体：W有用 = fs,W有用,竖直提物体：W有用 = Gh,（机械对物体的功、机械克服阻力做功、输出功）,2、额外功：对人们无用但不得不做的功。,W额外,（1）产生原因：,摩擦 W额外 = fs,（2）实际机械： W额外可以减少，但不能为0,理想机械： W额外 =0,机械自重 W额外 = G机h,3、总功： 有用功和额外功的和。,W总 = W有用 + W额外 = W动 = Fs,（动力做的功、输入功）,理想机械： W总 = W有用,W总,W有用,（W总= W有用）,（W动）,W总,W有用,（ W总 = W有用 + W额外 ）,（W动）,W额外,二、机械效率 ,1、物理意义：反映机械性能优劣的物理量,2、定义：有用功和总功的比值。,3、公式：,4、机械效率一般用百分数表示，总小于1，无单位。,（理想： =1）,实际：1,5、提高机械效率的方法：,（1）改进机械结构,（2）经常保养、定时润滑,减少额外功,6、讨论：,（1）W有用与W总比值越大 ， 越大,（2） W额外与W有用比值越小 ， 越大,（3）,例1、用一动滑轮将 G =80N的物体提高2m，动力F为50N，求W总， W有用， W额外， ,例2、如图，动力F为50N，物体运动了2m，物体与地面摩擦力f为100N，求W总， W有用， W额外， ,四、杠杆的效率：,相似总成立：,FL动 = GL阻 （平衡条件）,S/h = L动/L阻,1、理想：,W有用 = Gh,W总 = Fs,=,2、实际：,W总 = Fs,W有用= Gh,W额外 = W总- W有用 = Fs -Gh,1、已知杠杆全长1.5m，左端挂有200N的重物，右端施加动力150N，动力作用点向下移动0.6m时，阻力作用点上升0.3m，求杠杆的效率。（杠杆匀速转动 ）,五、斜面的效率：,1、理想：,W有用 = Gh,W总 = FL,=,2、实际：,W总 = FL,W有用= Gh,W额外 = fL,（斜面越陡，机械效率越高）,斜面的摩擦力f不等于拉力F：,例、一斜面高1m，长5m，用25N的拉力将重100N的物体匀速拉到顶端，求机械效率和斜面的摩擦力。,六、滑轮组的效率：,总成立：,S = n h,VF = n VG,1、理想：,F = G / n,W有用 = Gh,W总 = FS,=,（一）竖直拉：,2、实际（一般忽略摩擦，只考虑G动）,W总 = FS =,W有用 = Gh,W额外 = G动h,F= G + G动 / n,= Gh + G动h,说明：,（1）滑轮组的与绕线方式无关；,（2） G动一定时，物体的G越大， 越高；,B、同一滑轮组提的重物越重， 越高；,A、同一滑轮组（机械）的 不是固定不变的；,（3） G一定时， G动越大， 越低；,（同一重物，动滑轮越轻， 越高）,5、如右图所示，某人用拉力F=300N匀速拉动，使物体在t=30s时间内提高2m，物重960N，求P有，P总，。,6、如右图所示的滑轮组，不计摩擦和绳重，把900N的重物体高了10m，滑轮组效率75%，用这个滑轮组提起1200N的重物，这时滑轮组的效率为多少？,总成立：,SF = n S物,VF = n V物,W有用 = f S物,W总 = F SF,（二）水平拉：,W额外 = F SF - f S物,11、使用如图所示的滑轮组拉动重物A，已知拉绳子的拉力F=1200N，若此时滑轮组的效率是85%，试计算重物A与水平地面的摩擦力。,12、用拉力F=300N，使小车水平匀速运动，绳子自由端移动速度VF=0.6m/s，滑轮组效率=80%，求：小车受到阻力fA，滑轮对小车做功的功率P有。,（三）涉及浮力：,W总 = FS = (G F浮) h + G动 h,W有用= （G-F浮）h,W额外 = G动h,F= （G F浮 + G动 ）/ n,14、如图所示，滑轮组的机械效率为60%，用它打捞掉在水中的实心铁块，人用400N的力拉绳子的自由端，使重物在30秒内在水中匀速上升2m，若不计水的阻力，求：人拉住绳子做的总功人拉绳子的功率重物的重力（=8.2103kg/m3，）,2.一个工人在地面上想利用2个定滑轮和2个动滑轮组成的滑轮组提起重2000N的货物，已知每个大滑轮重150N，每个小滑轮重50N，画出滑轮组，不计摩擦和绳重，让在地面的人在1分钟内将货物提升3m，求工人的有用功和总功率。,3.一个动滑轮挂有100N的物体，匀速上升时为F=75N，当物体上升1m时，动力作用点上升距离。当物体上升10cm/s时，动力作用点上升速度。动滑轮效率。动力总功率，有用功功率。,4.一起重机，机械效率=80%，功率为15kw（总功率）求：起重机每分钟完成有用功。起重机每分钟做的额外功。起重机1分钟内可将10吨的重物举高多少米？,7、如图所示，用40N的拉力使物体匀速上升，不计绳重和摩擦，装置的机械效率为75%，求物重和动滑轮重。若绳子能承受最大拉力50N，此装置的机械效率最高为多少？,8.在某工地上，工人用滑轮组吊起重600N的物体，他站在地面用200N的拉力往下拉绳子，物体上升了3m，滑轮组工作时效率为75%，求滑轮组提升重物做的有用功和工人做的总功滑轮组吊起重物的段数n，并画出滑轮组示意图。,9.工人用如右图所示的滑轮组提起重2000N的物体。不计摩擦和动滑轮重，工人提起这个重物至少要用多大的力？若工人匀速提起这个物体时所用的拉力为800N，滑轮组的效率为多少？若工人匀速提起这个物体时所用的拉力为800N，用时1分钟将物体提高3m，滑轮组的功率为多少？,10.已知拉力F=200N，物体A水平向右匀速VA=3m/s，物体B与地面间摩擦力fB=90N，（不计摩擦和动滑轮重）求：VBfA拉力的功率P总绳拉B的功率PB如果原来AB相距12m，则2秒后AB相距多少？,13.如图工人用240N的拉力拉绳使水中的小船匀速靠近，用10分钟将绳子拉下60m，已知小船重1.8104N，小船受到水的阻力为船重的0.01倍，求：工人拉绳时的总功率装置的机械效率。,15.密度A=3103kg/m3，A在水中排开100g水，动滑轮质量m=40g，需要用多大的力才能使物体A在水中提升2m，设时间t=5秒，求：滑轮组的效率，拉力的功率。,16.如图所示，金属块静止在水平放置的平底容器内，悬挂金属块的绳子处于自由状态，现通过弹簧秤拉动绳子自由端，使金属匀速上升，此时弹簧秤示数为10N，已知动滑轮中2.2N，不计摩擦和绳重，求：开始时金属块对容器底的压力，匀速提升重物时滑轮组的效率，在如图所示的状态下，向容器内倒入适量的水使金属块浸没在水中，拉动弹簧秤使金属块在水中匀速上升，此时弹簧秤示数为9N，那么金属块的密度为多少？,
展开阅读全文