第4节简单机械.doc

机械效率功的原理1内容：使用机械时，人们所做的功，都不会少于直接用手所做的功；即：使用任何机械都不省功。2说明： 功的原理是一个普遍的结论，对于任何机械都适用。功的原理告诉我们：使用机械要省力必须费距离，要省距离必须费力，既省力又省距离的机械是没有的。使用机械虽然不能省功，但人类仍然使用，是因为使用机械或者可以省力、或者可以省距离、也可以改变力的方向，给人类工作带来很多方便。我们做题遇到的多是理想机械（忽略摩擦和机械本身的重力）理想机械：使用机械时，人们所做的功（FS）=直接用手对重物所做的功（Gh）。如：滑轮理想滑轮：不计滑轮重和摩擦；理想滑轮遵从功的原理；理想滑轮公式：FS=Gh 其中：F=G/2 S=2h F：拉力；S：绳端移动的距离；G：物重；h：物体上升高度。如果滑轮重G轮与物体间的摩擦为f，则：FS=fS+(G物+G轮)h；这样F做功就大于直接对物体做功Gh。机械效率1机械效率：定义：机械产生的总功的利用率，即有用功跟总功的比值公式： 2有用功：定义：对人们有用的功。公式：滑轮： W有用Gh（提升重物）=W总W额= W总 斜面：W有用=Gh3额外功：定义：并非我们需要但又不得不做的功公式：W额=W总W有用=G动h（忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组）斜面：W额=fL4总功：定义：有用功加额外功或动力所做的功公式：W总=W有用W额=FS= W有用 斜面：W总= fL+Gh=FL 斜 面：定滑轮：动滑轮： 滑轮组：有用功总小于总功，所以机械效率总小于1。通常用百分数表示。某滑轮机械效率为60%表示有用功占总功的60%。提高机械效率的方法：减小机械自重、减小机件间的摩擦 机械效率与机械省力与否、做功的多少无关 与功率的区别：功率和机械效率是两个不同的概念。功率表示做功的快慢，即单位时间内完成的功；机械效率表示机械做功的效率，即所做的总功中有多大比例的有用功1、 一个滑轮组经改进后提高了机械效率，用它把同一物体匀速提升同样的高度，改进后与改进前相比（ ）A. 有用功减少，总功减少 B. 有用功增加，总功增加C. 有用功不变，总功不变 D. 有用功不变，总功减少2、甲吊车比乙吊车的机械效率高，当它们分别把相同质量的物体匀速提升相同高度时，则（）A甲吊车的电动机做的有用功较多 B乙吊车的电动机做的额外功较多C甲吊车的电动机做的总功较多 D甲、乙两吊车的电动机做的总功相同3、如图所示，在拉力F作用下，物体A在水平桌面上以速度向右匀速运动了距离S，已知A的重力为G，桌面对A的摩擦力为f（滑轮及绳重不计）则下列说法不正确的是（）A有用功为GS B拉力做功为3FSC拉力做功的功率为3Fv D装置的机械效率为4、如图所示，在10秒内用一动滑轮把重350牛的物体匀速提升1米。所用的拉力F为250牛，求：（1）有用功；（2）拉力F做的功及功率；（3）机械效率 有用功和总功的判断：有用功，我们所需要的物体的位置的改变；总功，我们所用的力所做的功例：1、如图所示，斜面长4m，高2m，工人用400N的力沿斜面将重为600N的箱子，从底端推到顶端下列说法中正确的是（ ）A有用功为1800J，总功1200JB有用功为1200J，额外功为800JC总功为1600J，机械效率为75D总功为800J，机械效率为752、如图所示，利用轻质滑轮组匀速拉动水平地面上重为300N的物体，拉力F的大小为30N。若物体和地面之间的摩擦力大小为45N，则A处的拉力大小和滑轮组的机械效率分别为（ ）A45N、50% B45N、75% C60N、50% D60N、75% 3、 某人用滑轮组将重为700N的物体匀速提升0.2m高，所用拉力为250N，且已知在提升重物过程中的机械效率为80%，则拉力所做的功为（） A112J B150J C175J D187.5J4、 用机械效率为90%的滑轮组，将重为1500牛的零件提升2.5米，则有用功为 ，总功为 。5、 工人用如图所示的装置将重物提高5m，已知物重为800N，人对绳的拉力为500N求此过程中：（1）做的总功（2）做的有用功（3）滑轮组的机械效率 实验探究：测滑轮组的机械效率次数钩码重/N钩码上升高度/cm滑轮组有用功/J弹簧测力计示数/N弹簧测力计移动距离/cm滑轮组总功/J机械效率%单滑轮组14101.63026102.230双滑轮组14101.15026101.450 实验结论： 滑轮组机械效率与物体重力和动滑轮的个数有关，同一滑轮组，提起的物重越重，滑轮组的机械效率越高 不同的滑轮组机械效率不同，且在物重相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低例：1、用同一个滑轮组提起不同的重物时，所测得的机械效率相比较（）A相同 B重物越重所测得的效率越高C重物越轻所测得的效率越高 D不能确定2、站在高处的工人，用一机械效率是70%的滑轮组，将一重为2240N的货物竖直提起，所用的拉力是800N，则该滑轮组的组合是由几个定滑轮和几个动滑轮组成（）A1个定滑轮，1个动滑轮 B1个定滑轮，2个动滑轮C2个定滑轮，1个动滑轮 D2个定滑轮，2个动滑轮3、 如图，用滑轮或滑轮组提起同一重物，其中机械效率最高的是（）4、甲乙两个滑轮组如图所示，其中的每一个滑轮都相同，用它们分别将重物G1、G2提高相同的高度，不计滑轮组的摩擦，下列说法中错误的是（）A若G1=G2，拉力做的额外功相同B若G1=G2，拉力做的总功相同C若G1=G2，甲的机械效率大于乙的机械效率D用甲乙其中的任何一个滑轮组提起不同的重物，机械效率不变5、 用一个动滑轮提升一个重为500N的物体，（1）若不计摩擦和动滑轮重，则拉力为 N，滑轮的机械效率为 ；（2）若不计摩擦，动滑轮重为100N，则拉力为 N，动滑轮的机械效率为 ；（3）如果不计摩擦，动滑轮重不变，若提升的物重增大，则拉力将 ，动滑轮的机械效率将 （填“增大”、“减小”或“不变”） 斜面的机械效率：斜面越粗糙，机械效率越小； 斜面的倾角越大，机械效率越小； 斜面与提升的物体重量无关例：1、利用斜面将木箱拉上汽车，下列做法可以提高斜面机械效率的是（） A以较快的速度拉木箱 B板长不变，改用光滑斜面，将木箱匀速拉上车 C减小斜面的倾斜程度 D增大斜面的倾斜程度2、如图所示，在探究“斜面的机械效率”的实验中，测斜面的机械效率的实验中：（1）测斜面机械效率的原理是 ；（2）实验中需要测的量是 、 、 、 （3） 。（用上面的量描述）3、如图所示，斜面长4m，高2m质量为50kg的小明站在斜面顶端，用平行于斜面向上的75N的拉力将100N重的物体从斜面底端匀速拉到斜面顶端，g=10N/kg，那么 （）A小明对物体做的总功为1300JB斜面的机械效率是75%C物体所受的摩擦阻力为75ND物体所受的摩擦阻力为25N4、已知斜面的长为L，高为h，用沿斜面向上的推力F，使物体匀速地从斜面底端运动到顶端。若物重为G，克服摩擦阻力做的功为W，则斜面的机械效率为 （ ）A、 B、 C、 D、5、如图所示，有一斜面长为L，高为h，现用力F沿斜面把物重为G的物体从底端匀速拉到顶端已知物体受到斜面的摩擦力为f，则下列关于斜面机械效率的表达式正确的是（）综合计算：找准功并把功作为中间量；注意滑轮自由端移动的距离；熟悉用两个已知量求第三个量W=FS=Pt=Fvt W总= W额+W有用=W有用W=Gh W有用W总W额= W总 牢记并活用 斜 面： 定滑轮： 动滑轮：滑轮组：1、 用一个动滑轮将重600N的物体匀速拉上高处，拉力应不小于 N，若动滑轮的机械效率为75%，则拉力应为 N。2、 如图所示，物体在水平面上做匀速直线运动，拉力F=60N，该装置的机械效率为70%，则物体受到的摩擦力大小是（） A60N B126N C180N D257.1N3、如图所示的滑轮组，在拉力F的作用下使物体升高了2m，拉力F所做的功为800J，滑轮组的机械效率为70%，则物体受到的重力是（）A280N B28N C160N D16N4、 动力做功的功率是P，做功的时间是t，额外阻力做功为W，则机械效率为（）5、 一台功率为40kW的抽水机，机械效率为60%，如果能把河水抽到5m高处，则每小时抽水机做功 ，抽水的质量为 （g=10N/kg）6、 一台抽水机在1h内把2.0105kg的水扬到了9m高的地方，它的功率为6kW，他抽水时的机械效率为多少？（g取10N/kg）7、如图，用40N拉力使物体匀速上升，不计绳重和摩擦，整个装置的机械效率为75%求：（1）物体和动滑轮重各是多少？ （2）若绳自由端的拉力为50N，此时该装置的机械效率为多大？8、如图所示，重为3.2104N的卡车，经过一段水平路面，以9.6104W的恒定功率沿与水平地面成30角的斜坡匀速向上爬行经过30s后到达坡顶，已知斜坡的机械效率为80% 求：（1）该斜坡高h为多少米？ （2）汽车行驶的速度？ （3）汽车行驶中受到的摩擦力？9、如图所示的滑轮组将重200N的重物以0.2m/s的速度匀速提升，若滑轮组的机械效率为80%，工作10s时间求：（1）绳自由端的拉力F多大？ （2）拉力的功率多大？ （3）如果人的体重为500N，不计绳重和摩擦，他最多能提起多重的物体？作业：1、影响滑轮组机械效率大小的主要因素是（）A重物移动距离的大小 B动力作用点移动距离的大小C动滑轮的总重与摩擦力的大小 D定滑轮的个数与摩擦力的大小2、 如图所示，工人用动滑轮将重400N的木箱匀速向上提升，若不计摩擦和滑轮重，工人的拉力为 ，而工人实际的拉力是250N，则动滑轮的机械效率是 ，如果只增加木箱重，则机械效率将 。（填“增大”、“减小”或“不变” ）3、测量滑轮组机械效率的实验中，绕线方法不变，若不计绳的重力及摩擦，则（1）若只增加物体的提升高度，滑轮组的机械效率将 ；（2）若只增加提升物体的重力，滑轮组的机械效率将 ；（3）若只增加动滑轮的质量，滑轮组的机械效率将 4、一个斜面的高为h，长为l，该斜面的机械效率为现把重为G的物体沿斜面匀速向上移动，则物体受到的滑动摩擦力的大小（）5、如图所示，用滑轮组提起重900 N的物体，绳子自由端拉力F为400 N，重物在20 s内匀速上升了10 m。求：（1）物体上升的速度； （2）提起物体所做的有用功； （3）滑轮组的机械效率。6、如图所示，物体G在拉力F的作用下作匀速直线运动，拉力所做的功是900J，物体在2s内向左移动了4m，滑轮组的机械效率是60%。求：（1）有用功是多少？（2）有用功的功率是多大？（3）拉力F是多大？（4）物体所受的摩擦力是多大？7、小明用如图所示的滑轮组做“测滑轮组机械效率”实验时，将物重G为3.6N的物体匀速提起时，滑轮组的机械效率为75%求：（1）绳子自由端拉力F大小 （2）设滑轮组的动滑轮重力为G动，提起物体的重力为G试通过推导说明：忽略摩擦及绳重时，同一滑轮组，提升物体重力G越大，机械效率就越大 8、为了将放置在水平地面上