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初三科学3.3-6

发布时间:2013-11-15 10:53:01  

3.3简单机械
——机械效率

复习提问
做功的两个必要因素是什么? 作用在物体上的力 物体在力的方向上通过的距离 功的计算公式是什么? W=Fs 简单机械的作用是什么?
?省力 ? 使用简单机械的作用?省距离 ?改变力的方向 ?

使用简单机械可以省力,或者省距离,能省功吗?

要把这个物体运到高处,有哪些方法?
用手直接把物体提上去. 用杠杆把物体提上去.

用动滑轮或滑轮组

功的原理

使用任何机械都不能省功.

不省功的原因是什么?
因省力的机械必费距离,省距离的机械一 定费力,而功=力×距离,所以不能省功.

相反,我们却发现使用机械时,会做一些 并不希望做的功。

F

某人用动滑轮将重为G1的米袋 提升h高度。设动滑轮重G2,不 考虑绳子重及滑轮摩擦,人所 做的功为:
G1 ? G2 ? 2h W=Fs= 2

G2

=G1h+G2h =W1+W2
G1

在人所做的两部分功 W1 和 W2 中,我 们必须要做的功是 W1 ;可以不做, W2 但不得不做的功是 。

一、有用功、额外功、总功

有用功 W有用 :使用机械时,对人们有用的功
额外功W额 :人们不需要但又不 得不做的功 总功 W总:有用功与额外功的总和,即 W总=W有+W额
注:通常总功指对机械所施加的动力所做的功 W总=Fs

竖直:W有=Gh 水平: W有=f s

在上述实例(用动滑轮提米袋) 中,如果考虑绳子的重和动滑 轮轴心处的摩擦,所做的额外 功还有哪些?你希望额外功大 些,还是小些?

还有克服摩擦作了功 额外功小些好.

意义:反映有用功在总功中所占的比例,机 从能量转化的角度,可以对上述实例中 怎样描述机械工作时能量
械效率越大,机械工作时能量的利用率越高。 的各种功进行如下的分析 的利用率呢?
有用功 总功
人提供的能量

米袋增加的势能

机械效率

额外功

动滑轮增加的势能

有用功跟总功的比值叫做机械效率

W有用 η= ×100% W总

1、公式:

??

W有用 W总

? 100 %

2、机械效率总小于1 3、机械效率反映有用功在总功中所占的 比例大小 4、机械效率越高,有用功在总功中占的比 例越大,机械对能量的利用率越高。 5、机械效率大小与省(费)力情况、功率 大小无关.

起重机的机械效率是60%

它表示什么意思?

使用起重机提升重物时所做的有用功跟总功 的比值是60%,也可以说有用功在总功中占有 60%,另外的40%是额外功.

例 用一动滑轮将重200N的砂子提 到9m高的脚手架上,所用力是120N, 求有用功、总功机械效率各是多少?

F1

G

同一滑轮组提升不同的物体,机械效率一 样吗?
不同滑轮组提升相同的物体,机械效率一 样吗?

F2
F1

G总

G总
(f=0)

如何提高机械效率?

1.减小动滑轮自重来减少额外功 F 2、减小机械间的摩擦力来减少额外功

3.增加提升物体的重力来增加有用功

练习1:用右图的滑轮组将G=1200 牛的重物匀速拉高1米,滑轮组的机 械效率为80%,则此过程中有用 功等于多少?额外功等于多少?需 要的拉力F为多大?

W有用= G h

2:如图所示,物体重1500牛,地面对物体的摩 擦阻力是400牛。某人用240牛的拉力F,在8秒 内使物体沿水平地面匀速移动5米。求:
(1)力F所做的功 (2)人做的有用功 (3)滑轮组的机械效率 (4)人做功的总功率 F
G

W有用 = f s f

如图所示的滑轮组,若用150牛的 拉力将400牛的物体匀速提起2米, 该滑轮组的机械效率多高?
W有用=GH=400牛×2米=800焦 W总=FS=150牛×8米=1200焦

=600焦/1200焦×100% =50%

用水桶从井中提水的时候,所做的功哪 部分是有用功?那部分是额外功?如果桶掉 进井里,从井里捞桶的时候,捞上的桶里带 了一些水,这种情况下哪部分是有用功,哪 部分是额外功?

1、利用滑轮组提升重物时,克服重物的重力所做的 功是 ,克服动滑轮的重力所做的功是 ,人拉 绳子自由端所做功的是 。(填“总功”、“有 用功”、“额外功”。) 2、关于机械效率的说法正确的是( ) A、机械效率越高,越省力 B、机械效率越高,做有用功越多 C、机械效率越,做功的功率越大 D、额外功在总功中占的比例越小,机械效率越小

3、用定滑轮、动滑轮、滑轮组提升同一重物,不计摩擦 与绳的自重,机械效率最大的是( )

A、定滑轮 B、动滑轮

C、滑轮组 D、都一样

5、用如图所示的滑轮组来提升重物,不计滑轮与绳的 摩擦和绳重。重物G=240牛,当拉力为150牛时,重 物恰能匀速提升,在绳自由端拉下s=1米的过程中, 有用功为 焦,总功是 焦,机械效率为 ,动 滑轮重是 牛。

F

6、如图所示,物体重是500牛,地面对物体的 摩擦阻力是物重的0.2倍。某人用牛的拉力 F=40N,在5秒内使物体沿水平匀速移动2米。 求: 1)力F所做的功 2)人做的有用功 3)人做功的总功率 4)滑轮组的机械效率


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