
第1課時(shí) 機(jī)械效率
小明需要從水井中往上提水,有兩種水桶,一種是很重的鐵皮水桶,另一種是很輕的鋁合金水桶,他該選擇哪種水桶提水更輕松呢?
1.了解什么是有用功、額外功和總功。
2.理解機(jī)械效率,掌握計(jì)算機(jī)械效率的一般方法。
3.了解“效率”的意義,能用“效率”解釋一些簡單的生活現(xiàn)象。
一、有用功、額外功和總功
(1)如圖甲,用彈簧測力計(jì)將鉤碼緩慢地提升一定高度,計(jì)算拉力所做的功。
(2)如圖乙,用彈簧測力計(jì)并借助一個(gè)動(dòng)滑輪將同樣的鉤碼緩慢地提升相同的高度,再次計(jì)算拉力所做的功。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,盡管使用動(dòng)滑輪會(huì)省力,但由于滑輪本身所受的重力以及摩擦等因素的影響,我們要多做功。
即使用任何機(jī)械都不省功。
使用機(jī)械時(shí),對(duì)物體所做的有用的功。
使用機(jī)械時(shí),人們額外需要做的功。
有用功與額外功的總和。
視頻:《有用功和額外功》
1.關(guān)于機(jī)械效率的說法中正確的是( )A.越省力的機(jī)械,效率越高B.做有用功越多的機(jī)械,效率越高C.做相同的功,額外功的值越小,則機(jī)械效率一定越高D.做功越快的機(jī)械,機(jī)械效率越高
2.如圖所示,用相同的滑輪不同的繞法提起相同的重物,摩擦力可以忽略不計(jì),在物體勻速上升的過程中( )A.甲圖省力,機(jī)械效率甲圖大B.甲圖省力,機(jī)械效率一樣大C.乙圖省力,機(jī)械效率乙圖大D.乙圖省力,機(jī)械效率一樣大
這三種情況下,哪些是有用功?哪些是額外功?
請(qǐng)分別計(jì)算出三種情況下有用功、額外功和總功分別是多少?
W人與桶=G總h =420N×6m =2520J
W滑輪與桶=G總h =30N×6m =180J
W滑輪與口袋=G總h =15N×6m =90J
W大米=Gh =100N×6m =600J
W大米=Gh =100N×6m =600J
請(qǐng)算出三種情況下有用功在總功中占的百分比。
現(xiàn)在你會(huì)判斷哪種方法比較好嗎?為什么?
1.定義:有用功跟總功的比值叫做機(jī)械效率。
表示機(jī)械做功時(shí),有用功在總功中所占的比例,是機(jī)械性能的重要指標(biāo)。
4.因?yàn)?W有用 < W總,所以,η < 1。
1.用百分?jǐn)?shù)表示??傂∮?,無單位。
2.物理意義:機(jī)械效率表示機(jī)械性能高低的物理量,機(jī)械效率越高,機(jī)械性能越好。
3.機(jī)械效率和功率的區(qū)別:
機(jī)械效率指有用功占總功的比值;功率表示做功的快慢。二者沒有任何內(nèi)在聯(lián)系性。
汽油機(jī)機(jī)械效率22%~27%
噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)50%~60%
起重機(jī)機(jī)械效40%~50%
3.用 500 N 的力拉著滑輪組繩子的自由端移動(dòng) 8 m,可將滑輪組懸掛的重為1 500 N 的物體勻速提高 2 m,則機(jī)械效率是( )A.25% B.75% C.15% D.85%
4.起重機(jī)把質(zhì)量為 0.5 t 的重物勻速提升3 m,而它的電動(dòng)機(jī)所做的功是3.4×104 J,起重機(jī)的效率是多少?g 取 10N/kg。
已知:m=0.5 t=500 kg h=3 m W總=3.4×104 J 求:η=?
G=mg=500 kg×10 N/kg=5×103 N
∵勻速提升重物 ∴F=G=5×103 N
W有用=Fh=5×103 N×3 m=1.5×104 J
η= = ≈ 44.1%
答:起重機(jī)的效率為44.1%。
額外功:為了達(dá)到工作目的,不得不做的功
定義:有用功跟總功的比值
有用功:為了達(dá)到工作目的,必須做的功
總功:動(dòng)力所做的所有功
W總 = W有 + W額
公式: 總小于 1
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