第十五章 功和機械能
二、復習內容
1、機械效率:
(1)有用功: 定義:對人們有用的功。
公式:w有用=gh(提升重物)=w總-w額
=ηw總
斜面:w有用= gh
(2)額外功: 定義:并非我們需要但又不得不做的功
公式:w額= w總-w有用=g動h(忽略輪軸摩擦的動滑輪、滑輪組)
斜面:w額=f l
(3)總功: 定義:有用功加額外功或動力所做的功
公式:w總=w有用+w額=fs= w有用/η
斜面:w總= fl+gh=fl
(4)機械效率:① 定義:有用功跟總功的比值。
② 公式:
斜 面:
定滑輪:
動滑輪:
滑輪組
③ 有用功總小于總功,所以機械效率總小于1 。通常用 百分數 表示。某滑輪機械效率為60%表 示有用功占總功的60% 。
④提高機械效率的方法:減小機械自重、減小機件間的摩擦。
通常是減少額外功,如搞好潤滑,減輕機械自重;在無法減小額外功的情況下,采用增大有用功來提高機械效率。例如,在用滑輪組提高重物(不計摩擦)時:
為提高機械效率,在機械結構一定的情況下,可以采取增加提升物重的辦法來實現。
(5)機械效率的測量:
原 理:
應測物理量:鉤碼重力g、鉤碼提升的高度h、拉力f、繩的自由端移動的距離s
器 材:除鉤碼、鐵架臺、滑輪、細線外還需 刻度尺、彈簧測力計。
步驟:必須勻速拉動彈簧測力計使鉤碼升高,目的:保證測力計示數大小不變。
結論:影響滑輪組機械效率高低的主要因素有:
①動滑輪越重,個數越多則額外功相對就多。
②提升重物越重,做的有用功相對就多。
③ 摩擦,若各種摩擦越大做的額外功就多。
④繞線方法和重物提升高度不影響滑輪機械效率。
2、機械效率和功率的區別:
功率和機械效率是兩個不同的概念。功率表示做功的快慢,即單位時間內完成的功;機械效率表示機械做功的效率,即所做的總功中有多大比例的有用功。
三、復習過程
例1:((06南寧)圖16是工廠車間里用來吊運物體的天車及其滑輪組示意圖,鋼絲繩用n的力將重為6000n的物體勻速吊起.若在1min內,貨物從地面被提升到6m高處,求:
(1)鋼絲繩提升貨物時所做的有用功和有用功率;
(2)滑輪組的機械效率;
(3)要提高滑輪組的機械效率,可采用哪些方法?(答出2種方法即可)
例2:(06吉林)如圖6所示,將體積為2.0×l0-3m3的松木塊,沿斜面勻速上拉時彈簧測力計的示數為4n.松木塊沿斜面移動lm,上升的高度為30cm.求:(1)松木塊的重力.(2)斜面的機械效率.(g=10n/kg ρ木 = 0.5×lo3kg/m3。)