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机械效率专题复习课件

发布时间:2013-10-26 09:45:03  

长郡双语:任亚民

机械种类

W有

W总

η 相关量的计算

Gh1

Fh2

η= Gh1/ Fh2 η= Gh/ FL

Gh 通 用 型 G物 h

FL

η= Gh/( Gh +f L) Fs S= n h η= η=
F=(G物+G动)/n

G物h / Fs G物 / nF

不 计G
及 f


(G物+G动)h G动 = n F- G物

η=G物 /( G物+G动)

fL

Fs

S= n

L

η= f L / Fs η= f / nF

如下图所示是小明测量杠杆机械效率的实验情景(杠杆自身的重力忽略不计) (1)请在下表中把相关的数据填写完整:

15

2.4

0.6

0.72

83.3

(2)为提高本实验中杠杆的机械效率,请提—条合理的建议:



学习了机械效率知识后,全班同学对“斜面的机械效率跟什么因素有关”这一课题提出 了一些值得探究的猜想: A.斜面的机械效率跟斜面的倾斜程度有关;B.跟斜面的粗糙程度有关; C.跟斜面的长度有关;D.跟物体的重力有关。 小刚同学为了证实这些猜想是否正确,设计方案并进行了探究,下表反映了他的探究过 程。

71

0.6
0.7 (1)请你替小刚在上表中的空格处填上适当的数据。 (2)通过对比实验①②数据,可验证猜想 B (填写字母)。 (3)通过对比实验①③数据,可以得出的探究结论是:当其它条件一定时,斜面倾斜

程度越大,斜面的机械效率越

高 。

斜面的粗糙程度 (4)若要验证猜想D,应控制斜面的长、斜面的倾斜程度和_______________不改变。

(一)滑轮组机械效率的测量:

① 原 理: ? ?

W有 Gh ? W总 Fs

钩码重力G、钩码提升的高度h、拉力F、绳的自由端移动的距离S ②应测物理量:

③器 材:除钩码、铁架台、滑轮、细线外还需

刻度尺、弹簧测力计 .

保证测力计示数大小不变。 ④步骤:必须匀速拉动弹簧测力计使钩码升高,目的:

⑤结论:影响滑轮组机械效率高低的主要因素有: A、动滑轮越重,个数越多则机械效率越低。 B、 提升重物越重,机械效率越高。 C、摩擦越大机械效率越低。 绕线方法 和 重物提升高度 不影响滑轮机械效率。
G

F

(二)影响滑轮组机械效率因素的探究:

小仑同学们在探究“影响滑轮组机械效率高低的因素”时提出了下列假设: 滑轮组机械效率高低可能与动滑轮重有关; 滑轮组机械效率高低可能与被提物重有关; 滑轮组机械效率高低可能与物体提升高度有关; 滑轮组机械效率高低可能与承重绳子段数有关。 一位同学设计了如图所示的四个滑轮组,并将所测实验数据填入下表:
实验 次数 1
F4

F1

F2

F3

F4

动滑轮 重/N 1 1 2 1

物重 G/N 2 4 4 4

动力 F/N 1 1.67 2 2.5

绳子的 股数n

机械效 率%

2 3 4









动滑 (二)影响滑轮组机械效率因素的探究: 实验
F1 F2 F3 F4

次数 1
F4

轮重 /N 1 1 2 1

物重G/N 2 4 4 4

动力F/N 1 1.67 2 2.5

绳子

的 股数n

机械效 率%

2 3 4

3 3 3 2

67 80 67 80

(1)在表中填上四次实验的绳子的股数n和机械效率。









(2)根据实验____和____可知,滑轮组机械效率高低与被提物重有关; 1 2

(3)根据实验②和④可知,滑轮组的机械效率与______________________无关; 承担动滑轮绳子的股数

(4)通过实验②和③可发现,不同滑轮组提升相同重物,动滑轮越重机械效率越___; 低

(5)要研究滑轮组机械效率高低是否与物体提升高度有关应该选用_______(填“同一” 同一 或

不同 “不同”)滑轮组和物体,提升_______(填“相同”或“不同”)的高度去研究。

1、如图10所示,工人师傅用一个定滑轮和动滑轮组成 滑轮组,把重为500N的箱子匀速提升5m,动滑轮的质

量为8kg,不计绳重和摩擦,g=10N/kg.
(1)在图中用笔画线代替细绳组装滑轮组. (2)在向上提升箱子的过程中,人对绳子的拉力为多大? (3)在向上提升箱子的过程中,滑轮组的机械效率为多少?

解:因不计绳重和摩擦,所以有

F?

G物 ? G动 500 N ? 80 N ? ? 290 N n 2

图10

W有 ?? ? W总 (G

G物h G物 500 N ? ? ?100 % ? 86.2% 物 ? G动)h G物 ? G动 500 N ? 80 N

2、如图所示装置,物重G=30N,在拉力F作用下,以10cm/s的速度在水平 面上做匀速直线运动,F=10N,滑轮组机械效率为80%,(不计滑轮重)求:
(1)物体受到水平地面的摩擦力; (2)5s内拉力F做的功.

解:(1)由

W有 fs fs f ?? ? ? ? W总 FL Fns nF



f ? nF? ? 3 ? 10 N ? 80% ? 24 N
(2)5s内物体移动的距离为:

S ? vt ? 10cm/s ? 5s ? 50cm ? 0.5m

F在自由端移动的距离为:L = n S = 3×0.5M = 1.5m

5s内拉力F做的功:

W = Fs = 10N×1.5m = 15J

3、用如图所示的滑轮组,将480N的物体以0.3m/s的速度匀速提起,绳子自由端的拉
力为200N(不计摩擦和绳重) (1)滑轮组的机械效率 (2)拉力的功率 (3)若用该滑轮组将重600N的物体匀速提升2m时,拉力做的功。 解:

F

(1)? ?

Gh Gh G 480 N ? ? ? ?100 % ? 80% FS Fnh nF 3 ? 200 N

(2) P ? Fv ? 200 N ? 3 ? 0.3m / s ? 180W
G物 ? G动 得 n G动 ? nF ? G物 ? 3 ? 200 N ? 480 N ? 120 N (3)由F ?

G

G ' 物 ? G动 600 N ? 120 N ? ? 240 N n 3 W ? F ' s ? F '?nh ? 240 N ? 3 ? 2m ? 1440 J F'?

4、如图所示,滑轮组的机械效率是50%(不计绳重和摩 擦),当物体在空气中时,在绳端用力F1=60N,可使物 体匀速上升;当物体浸没在水中时,在绳端用力F2=50N, 可使物体匀速上升,求①物体浸没在水中时受到的浮力; ②物体的密度。 解:
G 物 h G 物 h G物 ? ? FS Fnh nF G物 ? ?nF1 ? 0.5 ? 3 ? 60 N ? 90 N (1)? ? G 物 ? G动 F1 ? n G动 ?

nF1 ? G物 ? 3 ? 60 N ? 90 N ? 90 N F拉 ? G 动 ,得 n F拉 ? nF 2 ? G动 ? 3 ? 50 N ? 90 N ? 60 N F2 ? F 拉 ? G物 ? F 浮 , 得 F浮 ? G物 ? F拉 ? 90 N ? 60 N ? 30 N
G G

F1

F2

( 2)V物 ? V排 ? ? 3 ? 10 ?3 m 3

F浮 30 N ? ?水g 1? 10 3 k g / m 3 ? 10 N / k g

G物 90 N ? ? 0.9k g g 10 N / k g M物 0. 9 k g ?物 ? ? V物 3 ? 10 ?3 m 3 ? 3 ? 10 3 k g / m 3 M物 ?

4、如图所示,滑轮组的机械效率是50%(不计绳重和 摩擦),当物体在空气中时,在绳端用力F1=60N,可 使物体匀速上升;当物体浸没在水中时,在绳端用力 F2=50N,可使物体匀速上升,求①物体浸没在水中时 受到的浮力; ②物体的密度。 解:
G
G

F1

F2

5、如图甲所示的滑轮组,每个滑轮等重。不计绳重和
摩擦,物体重G1从200N开始逐渐增加,直到绳子被拉 断。每次均匀速拉动绳子将物体提升同样的高度。图乙 记录了在此过程中滑轮组的机械效率随物体重力的增加 而变化的图像。 (1)每个滑轮重多少?(2)绳子能承受的最大拉力是多少? (3)当滑轮组的机械效率为80%时,物体重多少?
解:(1)由图乙可知, 当G物 ? 200 N时, ? ? 50 %

( 3) 由? ?

?? (G

G物h G物 200 N ? ? ? 50 % 物 ? G动)h G物 ? G动 200 N ? G动 则G动 ? G1 ? 200 N, 每个动滑轮重为:G


1 ? ? 200 N ? 100 N 2

G ??物h (G ??物 ? G动)h G ??物 G ??物 ? ? ? 80 % ??物 ? G动 G ??物 ? 200 N G 得 G ??物 ? 800 N

( 2)F

最大

?

G ?物 ? G动 1800 N ? 200 N ? ? 500 N n 4

6、如图所示,物重G为2000N,斜面长5m,高3m, 斜面和滑轮组装置的总机械效率为80%,若将重物 沿斜面以0.2m/s的速度匀速拉上来,所需拉力F是多 少?拉力F的功率为多大?

解:( 由? ?

1)W



? Gh ? 2000 N ? 3m ? 6000 J

W有 W有 6000 J , 得 W总 ? ? ? 7500 J W总 ? 0.8 W总 W总 7500 J 由W总 ? Fs, 得F ? ? ? ? 500 N s 3 L 3 ? 5m

( 2)P ? Fv ? F ? 3V物 ? 500 N ? 3 ? 0.2m / s ? 300W


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