《人与机械》学案(鲁科必修)

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1、作者：Pan Hon glia ng 仅供个人学习 1. 4《人与机械》学案 6 【学习目标】 1 •巩固机械功的原理； 2 •能熟练计算机械效率，并知道其代表的物理意义； 3 •理解功率和机械效率是从不同方面反映机械性能的两个物理量，它们之 间无必然的联系； 【学习重点】 能熟练计算机械效率，并知道其代表的物理意义； 【知识要点】 1. 功率与机械效率 (1) 有用功、额外功和总功： 利用机械工作时对人们有用的功叫有用功 ；对人们没有用，但又不得不做的 功叫做额外功•有用功与额外功的总和叫做总功• (2) 机械效率： ① 定义：有用功跟总功的比值叫机械效率•

2、 ② 物理意义：表示做功有效程度的物理量，效率越高,所做总功中有用功的比 例越大. ③ 公式：n =x 100% n =x 100% 注意：机械效率n总小于1. 机械效率的理解 1. 机械效率是反映机械性能的物理量.使用机械做功时，需要弄清哪部分功 是需要而又必须做的功，哪部分功是不需要而又不得不做的功 .我们把人们需要 的、无论采取哪种方法都必须做的功叫有用功 .虽不需要但又不得不做的功叫额 外功.利用机械做功时，不可避免地存在摩擦、机械自重等方面的原因，因此额外 功是不可避免的.在使用不同的机械做相同的有用功时，我们希望额外功越少越 好，有用功与总功越接近越好.为了反映不同机械

3、的这种差别，通常用有用功占总 功的百分比表示.当这个百分比越大，这个机械的性能越好.在物理学中，用机械 效率来表示. 2. 有用功跟总功的比值叫机械效率.则n =.在理解上还需要注意： (1) 任何机械的机械效率总小于1.因为有用功总是小于总功； (2) 机械效率没有单位，一般用百分比来表示； (3) 机械效率由有用功和总功两个因素决定. 当总功一定时，机械所做的有用功越多或额外功越少，机械效率就越高. 当有用功一定时，机械所做的总功越少或额外功越少，机械效率就越高. 当额外功一定时，机械所做的总功越多或有用功越多，有用功在总功中所占 的比例就越大，机械效率就越高. 所以,在分析

4、机械效率的高低时，不能只看一个因素，要全面进行分析. (4) 提高机械效率的办法：通常是减少额外功；在无法减少额外功的情况下， 采用增大有用功来提高机械效率.例如,在用滑轮组提高重物时： n ==,为提高机械效率可以采取增加提升物的办法来实现 . 2. 机械的使用 【典型例题】 【例1】如图所示，电动机带动卷扬机卷筒，通过卷绳及动滑轮将重物匀速拉 上斜面顶端,已知重物重19600 N,斜面高与斜面长的比h/L=1/2,重物沿斜面向上 匀速运动的速度为1.5 m/s.试求： (1)斜面、滑轮为理想机械时，电动机的输出功率和绳的拉力； ⑵若滑轮的效率n 1=90%,斜面的效率n 2=

5、70%则以同样速度拉动重物,电动 机的功率P和绳的拉力F各等于多少？ 解析：（1）重物升高h,沿斜面滑行距离为L,绳拉上的长度为2L,速度v=,因 此有用功 W有=Gh或W有=2FL,总功W总二Pt,根据功的原理Pt=Gh=G 所以 P=G=14700 W 又 2FL二Gh F二,，所以 F==4900 N. ⑵对实际机械组合来说,有用功为 W有二Gh对斜面输入的功即总功来说,根 据功的原理为 W、，= 对滑轮来说有用功即为对斜面的输入功 WV = 输入滑轮的功,也就是动力功,为整个机械组合的总功 W总二P' t,根据功的原 理又为 W=Wr' / n 1= 所以P' t=

6、, P'= 因为h=,代入上式P' ===23300 W 根据功的原理有F • 2L= F==7780 N. 点评：机械效率是表示做功有效程度的物理量，效率越高,所做总功中有用功 的比例越大• n =x 100%, n =x 100% W总=W/有 +W额,n总小于1. 【达标训练】 1. 关于机械效率，下列说法正确的是 A. 有用功越大，机械的机械效率就越高 B. 额外功越大，机械的机械效率就越低 C. 总功越大,机械的机械效率就越低 D. 有用功与总功的比值越大，机械的机械效率就越高 2.4个同学测定滑轮组的机械效率时，得出下面4个数据,其中哪一个数据肯 定是错

7、误的 A. 0.80 B.75% 3. 分别用一个定滑轮和一个动滑轮将两个相同的重物提高相同高度 ，则 A. 定滑轮的总功一定大于动滑轮的总功 B. 定滑轮的有用功一定大于动滑轮的有用功 C. 定滑轮的有用功一定小于动滑轮的有用功 D. 定滑轮的有用功一定等于动滑轮的有用功 4. 关于功率，下列说法中正确的是 A. 机器的功率越大，做的功就越多 B. 机械效率越高，机械的功率就越大 C. 功率表示做功的快慢程度 D. 使用省力的机械，可以提高机械做功的功率 5. 两台机械所做的总功之比为2 : 1,它们的机械效率之比为3 : 4,则它们所 做的有用功之比为 A.2

8、 : 1 B.3 : 4 C.8 : 3 D.3 : 2 6. 有两个人利用斜面共同将木箱拉上汽车 ，为了提高斜面的机械效率，下列 做法中可取的是 A. 以较快的速度将木箱匀速拉上汽车 B. 以较慢的速度将木箱匀速拉上汽车 C. 改由一个人匀速将木箱拉上汽车 D. 板长不变，改用光滑的斜面板将木箱匀速拉上车 答案：1.解析：机械效率的高低是由有用功、总功两个因素决定的 ，若只分 析一个因素的大小，不能判断机械效率高低•选项A、B要在总功一定的前提条件 下，才是正确的•选项C要在有用功或额外功一定的前提条件下，才是正确的•选 项A、B C只说出影响机械效率高低的一个因素，因此无

9、法确定机械效率的高低. 答案:D 2、C 3、D 4、C 5、C 6、D 【反思】 收 获 疑 问 版权申明 本文部分内容，包括文字、图片、以及设计等在网上搜集整理。 版权为潘宏亮个人所有 This article in eludes someparts, in cludi ng text, pictures, and desig n. Copyright is Pan Hon glia ng's pers onal own ership. 用户可将本文的内容或服务用于个人学习、 研究或欣赏，以及其 他非商业性或非盈利性用途，但同时应遵守著作权法及其他相关法律

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