初中物理-功的原理和机械效率

初中物理,功的原理和简单机械,第1个问题功的原理,1.功的原理使用任何机械时，人对机械所做的功，等于机械对物体所做的功,2.斜面,使用任何机械都不省功,h,L,F,G,斜面长是斜面高的几倍，推力就是物体所受重力的几分之一。,例题,如图，将同一物体沿着长度不同的斜面推上同一高度，所用推力分别为F1、F2、F3，推力所做的功分别为W1、W2、W3，则F1F2F3，W1W2W3。,F1,F2,F3,=,2一辆车重1000牛，将他推上长100米，高25米的斜坡，人用推力至少多大？,3用如图所示的滑轮组将质量为10千克的物体匀速提高1米，不计动滑轮的重力及摩擦，求：绳端移动的距离；人拉绳所做的功；拉力F。,F,解:S=3h=3mW=FS=Gh=100N1m=100JF=W/S=100J/3m=33.3J,4用如图所示的动滑轮匀速提升重物；若不计动滑轮所受重力，G100N，若绳端向上通过的距离为S4m，则拉力的W=.,200J,【例2】如图所示是一个两面光滑的斜面，同一个物体分别沿AC和BC斜面受拉力匀速运动到C点时，所需拉力分别为FA、FB，所做的功分别为WA、WB。则:()AFAFB，WAWBBFAFB，WAWBCFAFB，WAWBD以上说法都不正确,C,【例4】搬运工人用滑轮组将一物体匀速拉到10米高的楼上，共做了7.2103焦耳的功，求这物体有多重？（不计滑轮的重力和摩擦阻力）,例题5：如图，AB段是光滑圆弧面，BC段是粗糙的水平面，BC0.9米，质量为6千克的物体从高h0.3米的A点由静止下滑，到达C点时静止，求物体在BC段所受的阻力。,运用概念理性思维,你得把12桶每桶1.25升的饮料从一楼搬到四楼,你可以一次把它们全搬上来,你也可以每次二桶分别搬.你还可以拿一个筐将它们一次搬上来。你认为哪中方法做的功多?为什么?,第2个问题机械效率,一、机械效率,1.有用功：使用任何机械时，机械对物体做的功是人们需要的，叫做有用功。若是提升重物则W有=Gh若是水平牵引物体W有=fs,2.额外功：而克服机械本省重力和摩擦力做的功不是人们需要的，而是不得不额外增加做的，叫额外功。W额外功=W机械+W阻力,3、机械效率,总功：动力对机械做的功,额外功：克服机械本身重力和摩擦力所做的功，不是人们需要的，而是不得不额外增加的,有用功：机械对物体做的功,W总=Fs,W有用=Gh,W额=W总-W有用,1,例1用如图所示的滑轮组将重150牛的重物提高1米，动滑轮重20牛，人作用于绳端拉力是100牛，求：有用功，总功，额外功提起动滑轮做得功，克服摩擦力做得功，机械效率。,W总=Fs=100N3m300J,W有用=Gh=150N1m150J,W额1=G动h=20N1m20J,W额2=W总-W有用-W额1=130J,500J600J83.3%,例3如图所示，物体A重G=1000牛，A与地面的摩擦力是200牛，绳子自由端拉力为80牛，物体匀速移动1米，求：W有，W总，,W总=Fs=80N3m300J,W有用=fs=200N1m200J,4.如何提高机械效率（1）在做相同有用功时，减小额外功；减轻动滑轮重，较少摩擦力（2）在额外功相同时，增大有用功,想一想？,例4将同一物体提升相同高度，用下列哪个简单机械的机械效率高（）那个机械更省力（）A动滑轮B定滑轮C滑轮组D三个机械都一样。,BC,例5在“测滑轮组的机械效率”的实验中，用同一滑轮组进行两次实验，得到下表数据：,（1）所用滑轮组中动滑轮，定滑轮的最少个数分别为（）（2）第一次，第二次实验的机械效率的大小分别为（）（3）两次实验所测机械效率不同的原因是（）,267.7%70%,2,1,1,2,a甲方b甲方甲方,例6.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a、b两个滑轮组，用其提起相同的重物G。如不计滑轮与轴的摩擦，则（）A.a滑轮组较省力，机械效率也较高B.b滑轮组较省力，机械效率也较高C.两滑轮组的省力程度不同，但机械效率相同D.两滑轮组的省力程度不同，机械效率也不同,C,7.用一个机械效率是70%的滑轮组将一受重力为2240牛的货物匀速提起，所用拉力为800牛，则滑轮组至少由几个定滑轮和几个动滑轮组成（）A.一个定滑轮二个动滑轮B.二个定滑轮二个动滑轮C.二个定滑轮一个动滑轮D.二个定滑轮三个动滑轮,8.吊车的质量为20千克，人的质量为60千克。如图9-9（a）所示，人站在地上，通过滑轮组用吊车匀速提起质量为60千克的重物，滑轮组的效率为80%，则人拉绳的力为_牛。如图9（b）所示，人站在空吊车上，要通过滑轮组匀速拉起吊车，滑轮组的效率仍为80%，则人拉绳的力为_牛，此时人对吊车的压力为_牛。,G=F拉+F支F支=600N-187.5N=412.5N,9.用滑轮组匀速提升重2000牛的物体，作用在绳子自由端的拉力大小为625牛，拉力做功的功率为1250瓦，滑轮组的机械效率为80%，不计摩擦和绳重。（1）求重物上升的速度；（2）如果使用这个滑轮组匀速提升重3500牛的物体，求作用在绳子自由端的拉力。(3)如果他在第（2）中所用的时间是10秒钟，那么它在匀速提升2米高的过程中有用功率是多少？,已知:提升重物,G物=2000NF拉=625NP总=1250W=80%,解(1)先求滑轮组绳子的股数,(2)再求物体上升的速度,(3)然后求滑轮组中动滑轮的重力,(4)然后求滑轮组提升3500N重物时的拉力,已知动滑轮的重力,(5)有用功功率,10.在“测定滑轮组的机械效率”实验中。（1）需要的器材，除滑轮、铁架台、细绳、钩码和弹簧秤外还应有_。（2）在提升钩码时，应使弹簧秤拉着绳的自由端在竖直方向上作_运动。（3）若用同一滑轮组提升钩码，当钩码增加时，滑轮组的机械效率将_。（4）若组成滑轮组的每个滑轮都相同，提升相同的钩码，滑轮组的动滑轮个数增加，机械效率将_。（本题填“变大”、“变小”或“不变”。）,11两个滑轮组如图1中甲、乙所示，已知每一个滑轮的重都是Go，摩擦阻力和绳重不计，用它们匀速提起重为G=5Go的物体，甲、乙两个滑轮组的机械效率之比为（）A.6：7B.7：6C.5：6D.5：7,12题目的选取在知识覆盖上本着向前综合的原则。比如：综合题目中如图所示，某打捞队的工人用滑轮组把底面积为0.02m2、高为2m的实心圆柱体从水下提起，已知圆柱体的密度为2.0103kgm3，水的密度为1.0103kgm3，滑轮组的机械效率是70%。（g取10Nkg，滑轮和绳子的重力忽略不计）求：（1）圆柱体在水中所受的浮力；（2）若圆柱体从H=16m深处被缓慢地匀速提起，到刚露出水面时，绳子自由端拉力F所做的功；（3）如果绕在滑轮组上的绳子能承受的最大拉力为400N，则物体被提到露出水面多高时，绳子恰好被拉断？,已知:底面积为0.02m2、高为2m的实心圆柱体从水下提起，已知圆柱体的密度为2.0103kgm3，水的密度为1.0103kgm3，滑轮组的机械效率是80%。,解(1)浸没水中的浮力,解(2)在水中的拉力,(3)然后求滑轮组中动滑轮的重力,(4)然后求滑轮组在水中提升重物时的拉力,(已知动滑轮的重力),（3）如果绕在滑轮组上的绳子能承受的最大拉力为400N，则物体被提到露出水面多高时，绳子恰好被拉断？,13会根据实际情况应用适当的物理思想对题目进行简化处理。比如综合题目中的7小红准备在旅游时估算登山缆车的机械效率。她从地图上查到，缆车的起点和终点的海拔高度分别为230m和840m，两地的水平距离为1200m。一只缆车运载15个人上山的同时，有另一只同样的缆车与它共用同一个滑轮组，运载8个人下山。每个人