第十五章 功和機(jī)械能
例3:(06南昌)瑞瑞同學(xué)家住樓上,最近正在裝修房子,需要搬運(yùn)裝修材料,但有些材料由于樓道過窄不方便搬運(yùn),于是瑞瑞建議采用如圖19所示的滑輪組,這樣站在地上就可以把材料運(yùn)上樓.若某次搬運(yùn)的材料重765n,被提升的高度為10m,人所用的拉力為450n.求:
(1)請(qǐng)你幫助瑞瑞畫出滑輪組的繞線示意圖.
(2)用滑輪組提升材料時(shí)做的有用功是多少?
(3)該滑輪組的機(jī)械效率是多少?
(4)隨后,瑞瑞同學(xué)查閱了有關(guān)機(jī)械效率知識(shí)的資料,看到右表中的一組數(shù)據(jù),請(qǐng)你找 出這些機(jī)械設(shè)備效率的共同特點(diǎn).
例4 (06湖州)在某次升國(guó)旗的儀式上,小強(qiáng)同學(xué)通過滑輪
組將—質(zhì)量為0.8千克的國(guó)旗緩緩勻速升高15米,如圖所示。問:(1)小強(qiáng)勻速拉繩的力為多少?(2)此過程巾,小強(qiáng)對(duì)旗做了多少功?(3)如果升旗用了50秒的時(shí)間,則小強(qiáng)做功的功率為多大?(不計(jì)滑輪與繩的摩擦,滑輪、繩的質(zhì)量忽略不汁,取g=10牛/千克)
例5 (06長(zhǎng)沙)如圖是小紅同學(xué)探究影響斜面機(jī)械效率因素的實(shí)驗(yàn)裝置。實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備的器材有:三個(gè)質(zhì)量不同的木塊a;三條粗糙程度不同的長(zhǎng)木板b;
三個(gè)高度不同的長(zhǎng)方體鐵塊c;刻度尺。
(1)實(shí)驗(yàn)還需補(bǔ)充的器材有____________;
(2)下面是小紅探究斜面機(jī)械效率與物重的關(guān)系時(shí)
記錄的有關(guān)數(shù)據(jù)。
通過分析數(shù)據(jù),你可以得出結(jié)論:__________________________________________;
(3)上述實(shí)驗(yàn)中,保持斜面長(zhǎng)度不變,將斜面升高到0.2m,把一個(gè)重6n的物體沿斜面向上拉時(shí),所需拉力為3.8n,則此時(shí)斜面的機(jī)械效率是__________________;
(4)斜面的機(jī)械效率可能與斜面的_______________________有關(guān)。(只填一個(gè)因素)
例6 (06山東)小軍和小民在用圖12所示的實(shí)驗(yàn)裝置完成了“測(cè)定滑輪組的機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)后,想:在所用滑輪組一定的情況下,它的機(jī)械效率與哪些因素有關(guān)呢??jī)扇烁鶕?jù)各自的生活經(jīng)驗(yàn)和所學(xué)知識(shí)提出了多種猜想,經(jīng)過激烈討論并虛心聽取了其他同學(xué)的意見,最后形成了以下兩個(gè)猜想:
猜想1 可能與提升的速度大小有關(guān);
猜想2 可能與被提升的物體重有關(guān)。
小軍和小民用圖12所示的實(shí)驗(yàn)裝置對(duì)上面兩個(gè)猜想進(jìn)行了探究,得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下表。
小軍的實(shí)驗(yàn)記錄 小民的實(shí)驗(yàn)記錄
物理量
控制因素 鉤碼重/n 繩端拉力/n 機(jī)械效率 物理量
控制因素 鉤碼重/n 繩端拉力/n 機(jī)械效率
較小提升速度 10 4.2 79.4% 大致相同的
提升速度 10 4.2 79.4%
中等提升速度 10 4.2 79.4% 15 6.0 83.3%
較大提升速度 10 4.2 79.4% 20 7.5
(1)請(qǐng)幫助小民完成表中的一項(xiàng)計(jì)算;
(2)分析小軍和小民的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是:在滑輪組一定的情況下,它的機(jī)械效率與____________有關(guān);它們的關(guān)系是:____________。
四、堂上練習(xí)
1、(06攀枝花)如圖14所示,建筑工地上的吊車是靠電動(dòng)機(jī)來提升貨物,貨物重 103n,電動(dòng)機(jī)的額定電流為 4a,電阻為20ω;電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí),作用在繩子上的拉力為500n, l分鐘內(nèi)將貨物勻速提升了6m。求:(1)滑輪組的機(jī)械效率是多少?(2)電動(dòng)機(jī)的額定功率是多少?