2022年机械效率指有用功与总功的比值

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1、精品学习资源机械效率指有用功与总功的比值,用符号 表示,运算公式为 =W有/W 总*100% ;有用功是必需要做的这部分功,无用功是不需要而又不得不做的功,任何机械本身都受到重力的作用,相对运动的零件间又存在摩擦力,所以使用任何机械,除了做有用功外,都不行防止地要做额外功,无用功和额外功的总和就是总功;生活中机械效率的应用有起重机、汽油发动机、柴油发动机、滑轮组、滑轮组等;目录1 功的分类有用功额外功 无用功总功功的定义2 功的公式一般公式 第一种公式其次种公式斜面机械效率公式意义3 效率方法4 基本思路如何学习机械效率解题时留意关系 列方程求解5 斜面效率6 常见效率7 增大效率功的分类有用

2、功欢迎下载精品学习资源指的是我们必需要做的这部分功,物理学 中叫有用功 ,是无论实行哪种方法都必需做的功,可以为0.额外功 无用功 无用功 指的是不需要而又不得不做的功,肯定存在,不行能为0.总功总功指有用功和额外功的总和机械效率公式 .有用功是指物体对绳子做的功,如要把物体匀速举高h,由于举力等于 重力 G,必需对物体做Gh 的功,这个功是有用的(不考虑摩擦力等因素的影响); =W有W 总100%读作: ai ta有用功总是小于总功,所以机械效率总是小于1;机械效率通常用百分数表示;例如总功是 500J ,有用功是 400J ,机械效率就是 400J/500J = 0.8 = 80%.功的定

3、义任何机械本身都受到 重力 的作用,相对运动的 零件 间又存在 摩擦力,所以使用任何机械,除了做有用功外,都不行防止地要做额外功;这时动力所做的总功等于有用功加额外功 ;所以机械效率恒小于一;有用功跟总功的比值叫机械效率mechanical efficiency,用符号 表示;功的公式一般公式欢迎下载精品学习资源机械效率图例 机械效率等于有用功与总功之比,用公式来表示,其中表示机械效率, W 有用表示有用功,W 总表示总功;留意:由于有用功总小于总功,所以机械效率总小于1;对于机械 系统 的效率运算,假如系统是由几个机器或机构简洁串联而成,就系统的总效率是各个机器或机构效率的连乘积;乘法原理

4、假如系统的组成比较复杂,可应用功率 流的 概念求出输出功和输入功的关系,从而求得机械系统的总效率;一台机器所做的有用功与总功越接近,这台机器的机械效率就越高,但不会超过1 也就是 100% ;求滑轮组的机械效率:=w有 w 总=w 有w有+w 额=Gh/Gh+G动 h=G/G+G动第一种公式 = W有用 /W 总100% = Gh/Fs = Gh/Fnh= G/Fn G 为物重,h 为物体上升的高度,F 为拉力大小,s 为绳子上升的高度,n 是绳子绕数(与动滑轮相连的);其次种公式或:=W有用/W 总100%欢迎下载精品学习资源=Gh/G 总 h=Gh/G+Goh=G/G+GoG+Go 为动滑

5、轮与物体总重,Go 为动滑轮重;斜面机械效率公式=W有用/W 总=Gh/Fl G为物重, h 为斜面竖直高度, F 为拉力大小, l( long ) 为斜面长度;斜面机械效率 机械效率与很多因素有关;比如滑轮组的机械效率,影响它的最主要的因素是物重,其次才是滑轮重、绳重和摩擦;无论你用同一滑轮组吊起一根绣花针或一个重量远远大于动滑轮的重物,你都需要把动滑轮举上去,仍要克服绳重与摩擦,前者额外功远远大于有用功,其机械效率几乎为零,后者额外功在总功中占的比值就小得多,所以物重越大,机械效率就越高;例题以下灾难可能造成的破坏中,与机械能有关的是 严峻冰冻 海啸 台风 长江洪峰 酷暑 干旱A B C

6、D 杠杆:有用功W 有用 =Gh额外功(克服杠杆本身重力,摩擦力所做的功W 额外=W 总-W 有用) 总功( W 总=FS )滑轮组:有用功( W 有用 =Gh )额外功(克服动滑轮重,绳重和摩擦力所做的功欢迎下载精品学习资源W 额外 =W 总-W 有用如不计绳重,摩擦力,W 额外=G 动 h) 总功( W 总=FS )斜面: 有用功( W 有用=Gh ) 额外功(克服摩擦力所做的功W 额外 =W 总-W 有用W 额外 =fL ) 注 : f 指摩擦力 L 指斜面长度总功( W 总=FL ) 注 F 指拉力机械效率的运算杠杆: =W有用 W 总=Gh FS其中 G 为被提升重物的重力, h 为

7、重物上升的高度, F 为动力, s 为动力作用点移动的距离滑轮或轮组:提升重物: 1, =W有用 W 总=Gh FS=G nF 2,不计绳重,摩擦 =Gh( Gh+G 动 h)=G( G+G 动)水平匀速拉物:=W有用 W 总=fs 物Fs 绳=f nF斜面: =W有用 W 总=Gh FL=GhGh+fL意义功之和,因而有用功只占总功的一部分;明显,有用功所占比例越大,机械对总功的利用率就越高,机械的性能就越好;物理中,用机械效率来表示机械对总功得了利用率;( 2 )在运算机械效率时,留意物理量 名称所标示的意义;总功:即动力对机械所做的功,称之为动力功,也叫输入功;抱负 机械: W 总=W

8、有用, W 输入=W 输出, W( 1 )机械效率是反映机械性能的优劣的重要标志之一;总功等于有用功与额外欢迎下载精品学习资源动=W 阻;实际机械: W 总=W 有用 +W 额外, W 输入=W 输出 +W 额外, W 动=W 有用阻力+W 无用阻力效率方法依据 公式可知:假如有用功不变,我们可以通过减小 额外功 . 削减机械自重 .削减机械的摩擦 来增大机械效率,(例如我们用轻巧的塑料桶打水,而不用很重的铁桶打水,就是运用这个道理);假如额外功不变,我们可以通过增大有用功来提高机械效率;(例如,在讨论滑轮组的机械效率时,我们会发觉同一个滑轮组,提起的重物越重,机械效率越高,就是这个道理);当

9、然了,假如能在增大有用功的同时,减小额外功更好;提高机械设备的机械效率有着重要的的现实意义;=W有/W 总*100%= Gh/Fs*100%基本思路如何学习机械效率机械效率是同学学习的重点和难点,它把简洁机械和功这两章内容紧密地联系起来,综合性较强,同学较难懂得;下面谈一谈解答机械效率问题的基本思路:1. 第一应仔细审题,搞清题目中的物理现象 及过程;2. 运算有用功、 额外功 和总功;依据人们使用机械的不同,有用功的运算也不尽相同;例如:如使用机械的目的是提升重物,那么克服物体的重力做的功就是有用功;设重物的重力为G,提升的高度为h,就;假如使用机械的目的是在水平面上平移重物,那么克服物体与

10、水平面间的摩擦力做的功就是有用功;设摩擦力 为 X,物体移动的距离为s,就; 额外功 是指对人们无用但又不得不额外做的功;由于滑轮与轴之间和绳与滑轮之间的摩擦以及机械的自重总是客观存在的,因此 额外功 总是不行防止的;而总功是人们作用在机械上的动力所做的功;设动力为 F,动力使物体移动的距离为s,就;假如动力对机械做功 的功率为 P ,做功的 时间 为t,就 w=Pt.3. 运用机械效率公式欢迎下载精品学习资源解题时留意关系解题时仍应留意有关的几何 关系;假如使用滑轮组提升重物时,如重物上升 hm ,承拉重物的绳的股数是 n 股,就绳自由端移动的距离 s=nh ,动力作用的绳端移动的速度是重物

11、上升速度的 n 倍;假如使用滑轮组沿水平方向拉物体时,如物体移动 lm ,随担物体与水平面间的 摩擦力 的绳的股数是n 股,就绳自由端移动的距离 s=n l ,动力作用的绳端移动的速度是物体移动速度的 n 倍4. 机械效率的公式;它是一个比值,不会大于1,且没有单位;为百分数=W有用/W 总 X 100%5. 最终,选用机械效率的几种表达式中的一个, 列方程求解举例说明:例 1. ( 2003 ,陕西)工人用滑轮组提升重物,在10s 内将质量为 100kg的物体匀速提升 2m ,已知工人向下的拉力为480N ,就以下说法错误选项:()A. 绳子自由端被拉下 6mB. 工人所做的有用功是1960

12、J ,总功是 2880JC. 工人做功的功率是288WD. 滑轮组的机械效率为51%分析与解:这道题考查了有用功、总功、功率和机械效率的概念的应用;应明确动力通过的距离 s 与动滑轮 通过的距离之间的关系为(n 为承重的绳子段数)的隐含条件;依据已知条件:所以: 答案: D欢迎下载精品学习资源例 2. ( 2003 ,江苏南通)某人用滑轮组匀速提升500N 的重物,所用的拉力F 为300N ,绳子自由端被拉下2m ,在此过程中,求:(1)拉力所做的功;(2)滑轮组的机械效率;( 3)滑轮组中动滑轮的重量(不计摩擦和绳重);分析与解:这题要求功和机械效率;求功必需弄清功的两个必要的因素;物体受力

13、的大小和物体在力的方向上通过的距离;例 3. ( 2003 ,山东淄博)一辆汽车不当心开进了泥潭中,司机取来一套滑轮组欲将汽车从泥潭中拉出,如车重为,汽车受到的阻力为车重的0.03 倍,滑轮组机械效率为80% ,问:( 1 )该司机至少需要用多大的力才能将汽车从泥潭中拉出?( 2 )如拉动汽车时,汽车前进的速度为0.1m/s ,就司机做功的功率是多少? 分析与解:已知机械效率时,必需通过有用功和总功之间的关系,才能求出其他量;可知,动滑轮由4 股绳子承担,就 F 通过的距离 s 为汽车通过距离的4 倍;( 1 )已知,而,所以:股绳子承担,就 F 运动的速度为汽车运动速度的4 倍;故司机 做功

14、 的功率为:例 4. ( 2003 ,四川)用滑轮组拉着一木块P 沿水 平面 以 0.5m/s 速度匀速向右运动,此时 弹簧测力计 的读数为 4N ;如每个滑轮重为1N ,绳与滑轮间的摩擦不计,就该滑轮组的机械效率为,在 2s 内拉力 F 做的功为J ;分析与解:这是一道竖直类滑轮组和定滑轮 相结合的考题;同学应明确通过定滑轮的力 摩擦 力是不变的,即 弹簧测力计 的读数不变,拉力F 承担的是 动滑轮 的重力和摩擦力两者 合力 的二分之一;动力F 作用的绳端移动的速度是物体移动速度的2 倍;故:所以该题的机械效率是80% ,拉力 F 在 2s 内做的功是 5J ;斜面效率( 2 )依据功率的一个推导公式,功率等于力和速率 的乘积即;可知动滑轮由4

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