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1、 突破 机械效率 学习难点的关键 典型题例 示范启迪 解题要点 牢记有关公式 正确理解W有 W总 W额 P总 P有以及机械效率的含义 解题难点 找不到有用功 总功易错点 算总功时误用物体移动的距离 不注意单位的换算 用到的公式 W FSF G物 G动 ns nhv绳 nv物 W用 W总 100 解题技巧 1 重物在空中提升时 W有 G物h W总 FS W用 W总 100 G物 G物 G动 100 2 重物浸在水中提升时 W用 G F浮 hW总 FS W用 W总 100 G F浮 Fn 100 3 物体在水平方向运动时 W用 flW总 FS W用 W总 100 f Fn 100 几个重要物理量
2、G动 F n W有 W总 P总 P有 一 滑轮 组 机械效率问题 1 竖直方向的机械效率 重物在空中 例1 用如图所示装置提升重为900牛的物体A 加在绳自由端的拉力大小为400牛时恰好可以使物体匀速上升 求 1 若不计绳重和摩擦 求动滑轮的重 2 求此时滑轮组的机械效率 3 若提升的重物改为1200牛 此时滑轮组的机械效率又为多少 4 在 3 问中需要在绳自由端加多大的拉力才能将物体匀速拉起 例2 用如图所示的装置提升重物 绳子能承受的最大拉力为120N 动滑轮重60N 绳重与摩擦不计 求 1 用此滑轮组最多能将多重的物体匀速提升 2 用此滑轮组提起重240N的物体 使它匀速上升 问人加在绳
3、子自由端的拉力是多大 此时滑轮组的机械效率是多大 当物体以0 5m s的速度上升时 拉力的功率是多大 3 该滑轮组的机械效率最高可达到多少 2 竖直方向的机械效率 重物浸在液体中 例三 如图所示 小型牵引车通过滑轮组匀速打捞起深井中的物体 已知物体重1 2 103N 密度为1 6 103kg m3 测得物体在出水前 后牵引车作用在绳子上的拉力之比为1 2 若不计摩擦 绳重及水的阻力 g取10N kg 问 1 物体出水前 滑轮组的机械效率是多少 2 物体出水面后上升的速度是1m s 牵引车拉力的功率为多大 解 1 出水前拉力F1为 出水后拉力F2为 代入G物和F浮可求出G动 300N 2 例四
4、2008 怀柔区二模 如图所示 小型牵引车通过滑轮组匀速打捞起深井中的物体 在被打捞的物体没有露出水面之前 牵引车以2m s的速度匀速行驶 对绳的拉力为F1 F1的功率为P1 当被打捞的物体完全露出水面后 牵引车以6m s的速度匀速行驶 对绳的拉力为F2 F2的功率为P2 已知物体重1 2 10 4N 体积为0 63m3 P2 6P1 若不计摩擦 绳重及水的阻力 g取10N kg 求 1 被打捞的物体浸没在水中时受到的浮力是多少 2 在整个打捞过程中 滑轮组的最大机械效率是多少 解 1 物体受到的浮力为F浮 水gV排 1 0 10 3kg m3 10N kg 0 63m3 6 3 10 3N
5、2 物体在水面以下上升过程中 拉力做有用功 目的是克服物重和物体所受浮力之差 物体离开水面上升过程中 拉力做的有用功 目的是克服物重 前后两次动滑轮重一定 所以物体在离开水后 滑轮组的机械效率最大 由于P Fv 所以物体在水中时 P1 F1v1 在水面以上时 P2 F2v2 因为P2 6P1 即F2v2 6F1v1 所以F2 2F1 不计摩擦 绳重和水的阻力时 物体在水中受到重力 浮力和拉力的作用匀速上升 此时F1 G G0 F浮 3 物体离开水面上升过程中 受重力和拉力作用 此时F2 G G0 3 把F2 2F1代入得 G G0 3 2 G G0 F浮 3即 1 2 10 4N G0 3 2
6、 1 2 10 4N G0 6 3 10 3N 3解得动滑轮重G0 600N当物体离开水面上升过程中F2 1 2 10 4N 600N 3 4200N所以滑轮组的最大机械效率为 W有用 W总 Gh FS Gh 3Fh G 3F2 1 2 10 4N 3 4200N 95 答 1 被打捞的物体浸没在水中时受到的浮力是6 3 10 3N 2 在整个打捞过程中 滑轮组的最大效率是物体出水面后的机械效率 等于95 3 水平方向的机械效率 例五 用图3所示滑轮组拉着一重为100牛的物体A沿水平面做匀速运动 所用拉力F的大小为40牛 1 不计轮和绳的重力以及摩擦 求 物体A所受的摩擦力 2 若滑轮组的机械
7、效率为80 求 物体A所受的摩擦力 用滑轮组匀速提升重为2000牛的物体 作用在绳子自由端的拉力做功的功率为1250瓦 滑轮组的机械效率为80 求重物上升的速度是多少 解析 解答本题的关键是 一要弄清有用功和总功 将物体提升一定高度做的功 有用功 有 物h 作用在绳子自由端的拉力做的功 总功 总 拉t 因已知功率 则机械效率可表示为 二要明白 重物上升 与 绳子自由端拉动 具有同时性 因此 于是 重物上升的速度 练习1 说明 对涉及滑轮组的速度的问题 关键是抓住 重物上升或移动 与 绳子自由端拉动 的同时性 再将对应物理量用对应的符号代入公式进行推演和代数变换 问题即可解决 练习2 用一定滑轮
8、和一个动滑轮组成的滑轮组提升重900牛的物体 使物体升高2米 滑轮组的机械效率为90 动滑轮重90牛 求提升重物过程中克服摩擦做了多少功 练习3 用一个动滑轮提升重100牛的苹果 已知筐的重力为20牛 动滑轮的重力为10牛 绳自由端的拉力为75牛 将苹果提升1米 求 1 机械效率 2 克服摩擦做的功 练习4 如图5 用滑轮组拉着重为600牛的物体沿水平方向向右匀速移动了8米 拉力F做的功为1280焦 不计绳重和摩擦 求 1 拉力的大小 2 若动滑轮重为12牛 机械效率为多少 五 机械效率的功率表达式 p有 p总 例题 一动滑轮用60N的拉力把重100N的物体以2m s的速度向上匀速提起 求机械效率 六 水泵的机械效率 一水泵在10min内消耗电能1 2 105J 把1t的水抽到10m高的水塔中 求水泵的机械效率 感谢亲观看此幻灯片 此课件部分内容来源于网络 如有侵权请及时联系我们删除 谢谢配合
