第十二章复习2.ppt
第十二章第十二章 复习复习机械效率机械效率功的原理功的原理:使用任何机械使用任何机械都不省功。都不省功。1、有用功、有用功W有用有用：使用机械时对人们有用的功：使用机械时对人们有用的功2、额外功、额外功W额外额外：不需要但又不：不需要但又不 得不做的功得不做的功3、总功、总功 W总总：有用功与额外功的总和：有用功与额外功的总和一、有用功和额外功一、有用功和额外功二、机械效率二、机械效率1 1、有用功跟总功的比值叫机械效率、有用功跟总功的比值叫机械效率 有用功总有用功总小于小于总功，所以机械效率总总功，所以机械效率总小于小于1 2、公式：、公式：w有用=w总哪种方案机械效率高？哪种方案机械效率高？3、正确认识有用功、正确认识有用功有用功有用功可理解可理解为为一种一种“目的目的”功功例例 ：用滑轮组匀速：用滑轮组匀速提升重物提升重物时，使用时，使用机械的目的是机械的目的是提高重物提高重物，那么，那么克服物体的克服物体的重力重力做的功是有用功，即做的功是有用功，即W W有用有用=GhGh；例例：用滑轮组拉动：用滑轮组拉动重物在水平面上匀速重物在水平面上匀速移动移动时，使用机械的目的是时，使用机械的目的是水平移动重物水平移动重物，那么那么克服物体与水平面间的摩擦力克服物体与水平面间的摩擦力做的功做的功是有用功，即是有用功，即W W有用有用=fsfsFGFf f4、正确认识额外功和总功、正确认识额外功和总功额额外外功功是是指指克克服服机机械械自自重重和和自自身身部部件件的的摩摩擦擦而做的功，因而而做的功，因而额外功是不可避免的。额外功是不可避免的。总功总功是人们使用机械时动力总共做的功是人们使用机械时动力总共做的功W W总总=Fs=Fs，这其中既有有用功，又有克服机械自身重力和摩擦这其中既有有用功，又有克服机械自身重力和摩擦做的额外功，所以有做的额外功，所以有W W总总=W W有有+W W额额外外 由功的原理可知，由功的原理可知，省力省力的机械必定的机械必定费距离费距离；费力费力的机械必定的机械必定省距离省距离。有用功有用功：W有用有用=Gh=250N6m=1500J总功：总功：W总总=FS=200N10m=2000J1 1、某人用、某人用200N200N沿斜面的推力，把重沿斜面的推力，把重250N250N的物体的物体匀速拉上长匀速拉上长10m10m，高，高6m6m的斜面顶端，求斜面的机的斜面顶端，求斜面的机械效率；物体受到的摩擦力。械效率；物体受到的摩擦力。解：解：=w总总w有用有用=1500J/2000J=75%W额外额外=W总总 W有用有用=2000J1500J=500JW额外额外=fsf=sW额外额外=500J/10m=50N 练一练练一练F 实验原理实验原理 实验器材实验器材 注意事项注意事项 弹簧测力计、刻度尺弹簧测力计、刻度尺、铁架台、滑轮、细线、钩码。铁架台、滑轮、细线、钩码。竖直竖直向上，向上，缓慢（匀速）缓慢（匀速）拉动测力计。拉动测力计。三三测滑轮组的机械效率：测滑轮组的机械效率：测量的四个量：测量的四个量：G G、F F、h h、s s用公式计算用公式计算W有有=Gh，W总总=Fs。G/N h/mF/Ns/mW有有/JW总总/J123F实验实验1保持动滑轮重一定，改变钩码重力。保持动滑轮重一定，改变钩码重力。结论：结论：动滑轮重动滑轮重一定一定,物重物重越大越大，机械效率，机械效率越高越高。G/Nh/m F/N s/m W有有/J W总总/J122.2.条件：物重一定条件：物重一定实验实验2保持钩码重力一定，改变动滑轮重。保持钩码重力一定，改变动滑轮重。结论：结论：物重物重一定，动滑轮一定，动滑轮越重越重，机械效率，机械效率低低。FF2图图为测量滑轮组机械效率的实为测量滑轮组机械效率的实验装置，钩码总重验装置，钩码总重6 N。（1）实验时要竖直向上）实验时要竖直向上_拉动弹簧测力计，由图可知拉力拉动弹簧测力计，由图可知拉力大小为大小为_N，若钩码上升的，若钩码上升的高高度度为为8cm,则则弹弹簧簧测测力力计计向向上上移移动动_cm,该该滑滑轮组的机械效率为轮组的机械效率为_。（2）若若仅仅增增加加钩钩码码的的个个数数，该该滑滑轮轮组组有有机机械械效效率率将将_（选选填填：“增增大大”、“减减小小”或或“不不变变”）缓慢缓慢2.42483.3%增大增大 练一练练一练怎样计算滑轮组的机械效率？怎样计算滑轮组的机械效率？=W W总总W W有用有用W W有用有用W W有用有用+W+W额外额外G G物物h hG G物物h+Gh+G轮轮h hG G物物+G+G轮轮G G物物=W有用有用W总总GhFsGhFnhG GnFFsGh=W有用有用W总总=滑轮组的机械效率与滑轮轴摩擦、滑轮组的机械效率与滑轮轴摩擦、动滑轮重、物动滑轮重、物重有关。重有关。动滑轮重一定动滑轮重一定,物重越大，机械效率越高。物重越大，机械效率越高。物物重一定，动滑轮越重，机械效率低。重一定，动滑轮越重，机械效率低。2、用四只完全相同的滑轮和两根相同的绳子、用四只完全相同的滑轮和两根相同的绳子组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，不计绳组成如图所示的甲、乙两个滑轮组，不计绳子与滑轮的摩擦（子与滑轮的摩擦（）C C 练一练练一练A、甲较省力且机械效率高、甲较省力且机械效率高B、乙较省力且机械效率高、乙较省力且机械效率高 C、两个滑轮组省力程度不同，、两个滑轮组省力程度不同，机械效率相同机械效率相同 D、两个滑轮组省力程度相同，、两个滑轮组省力程度相同，机械效率不同机械效率不同3质质量量是是6 kg的的物物体体A放放在在水水平平桌桌面面上上，利利用用下下图图装装置置使使物物体体以以0.2 m/s的的速速度度做做匀匀速速直直线线运运动动，弹弹簧簧测测力力计计始始终终保保持持水水平平，其其示示数数为为2 N，不不计计绳绳子子的的伸伸长和滑轮组内部的摩擦，则（长和滑轮组内部的摩擦，则（g取取10 N/kg）（1）作用在绳端的拉力）作用在绳端的拉力F为为N（2）水平桌面对物体）水平桌面对物体A的摩擦力是的摩擦力是N（3）在）在10 s内拉力作用点移动内拉力作用点移动mAF2664 4、用图所示的滑轮组将重、用图所示的滑轮组将重G G12N12N的物体匀速的物体匀速提升提升20cm20cm。所用的拉力。所用的拉力F F5N5N，所做的有用功，所做的有用功为为 J J，机械效率为，机械效率为 ，当改为，当改为18N18N的重物匀的重物匀速提升速提升20cm20cm时，该滑轮组的机械效率为时，该滑轮组的机械效率为 。（。（不计绳重和摩擦不计绳重和摩擦）2.48085.7W总总=Fs=5N0.6m=3JW有用有用=Gh=12N0.2m=2.4Js=3h=20cm3=0.6mW额外额外=W总总 W有用有用=3J2.4J=0.6JW有用有用=Gh=18N0.2m=3.6JW总总=W有用有用+W额外额外=3.6J+0.6J=4.2J4.2J3.6J=W有用有用W总总=85.7=3J2.4J=W有用有用W总总=80=FG5、工工人人用用如如图图所所示示的的滑滑轮轮组组提提升升重重物物，不不计计绳绳重重和和摩摩擦擦。若若工工人用人用250N的力恰好能将重的力恰好能将重400N的物体的物体竖竖直向上匀速提升，直向上匀速提升，求：求：（1）该该滑滑轮组轮组此此时时的机械效率。的机械效率。（2）若用此滑）若用此滑轮组轮组将重将重900N的物体的物体竖竖直直向上匀速提升向上匀速提升2m，求拉力，求拉力F在在这这一一过过程中所做的功。程中所做的功。(2)设动滑轮重为设动滑轮重为G0则则F=(G+G0)G0=2FG=2250N 400N=100NF=(G+G0)=(900N+100N)=500NW=Fs=500N22m=2000J解(1)s=2hFsF2h2F2250NGh=W有用有用W总总=80=Gh=G=400N6.6.如图所示，规格完全相同的绳子绕成甲、乙如图所示，规格完全相同的绳子绕成甲、乙两个滑轮组，分别提升重为两个滑轮组，分别提升重为G G1 1和和G G2 2的两个物体，的两个物体，不考虑绳重及摩擦，比较它们的省力情况和机不考虑绳重及摩擦，比较它们的省力情况和机械效率。（械效率。（）D甲甲G1乙乙G2A.A.若若G G1 1=G=G2 2，则，则 F F1 1 FF2 2，甲的，甲的 机械效率高机械效率高C.C.若若G G1 1GFF2 2，甲、，甲、乙的机械效率相同乙的机械效率相同D.D.若若G G1 1GG2 2，则，则 F F1 1FF2 2，乙的，乙的 机械效率高机械效率高7 7、重为、重为G G的均匀硬棒悬于的均匀硬棒悬于O O点成竖直，现在下点成竖直，现在下端施一水平拉力端施一水平拉力F F，让棒缓慢转过，让棒缓慢转过角，如图，角，如图，则棒在转动过程中：（则棒在转动过程中：（）A.A.动力臂逐渐变大动力臂逐渐变大B.B.阻力臂逐渐变小阻力臂逐渐变小C.C.动力逐渐变小动力逐渐变小D.D.动力逐渐变大动力逐渐变大解：杠杆在转动的过程中符合杠杆平衡的条件，即阻力为硬棒解：杠杆在转动的过程中符合杠杆平衡的条件，即阻力为硬棒的重力，大小不变，硬棒在的重力，大小不变，硬棒在竖直位置竖直位置时，时，重力的力臂为重力的力臂为0，转过，转过角后，角后，重力力臂重力力臂逐渐逐渐增大增大；当硬棒在；当硬棒在竖直位置竖直位置时，时，F的力臂的力臂是是杠杆的长度，且力臂杠杆的长度，且力臂最长最长，当杠杆转过，当杠杆转过后，后，力与杠杆不再垂直力与杠杆不再垂直，故故力臂小于杠杆的长度力臂小于杠杆的长度，根据杠杆平衡的条件可得，根据杠杆平衡的条件可得，重力与重重力与重力臂的乘积增大力臂的乘积增大，而，而拉力的力臂减小拉力的力臂减小，故，故拉力逐渐增大拉力逐渐增大；所以所以选项选项D正确正确D8如如图图所所示示，每每个个滑滑轮轮均均重重12 N，用用滑滑轮轮组组拉拉着着重重1 000 N的的物物体体A沿沿水水平平方方向向以以0.2 m/s的的速速度度匀匀速速向向左左移移动动，拉拉力力F的的功功率率为为32 W。（不不计计绳绳重重及及机械内部摩擦）求：机械内部摩擦）求：（1）拉力）拉力F的大小；的大小；（2）滑轮组的机械效率。）滑轮组的机械效率。AFv绳绳=nv物物=20.2 m/s=0.4 m/sP=F v绳绳P=F=v绳绳32w0.4 m/s=80NF=F=(f+G(f+G0 0)f=2Ff=2FG G0 0=2=280N 80N 12N=148N12N=148Ns s物物=ns=ns绳绳=92.5W W有有W W总总fsfs物物FsFs总总f fnFnF148N148N2 280N80Nf ff
