第十五章 機(jī)械效率和功率 機(jī)械效率 課程標(biāo)準(zhǔn)要求 1. 知識(shí)與技能 (1)了解什么是有用功,額外功和總功。 (2)理解什么是機(jī)械效率。 2. 過程與方法 通過參與探究斜面機(jī)械效率的活動(dòng),學(xué)習(xí)擬訂簡(jiǎn)單的科學(xué)探究計(jì)劃和實(shí)驗(yàn)方案。 3. 情感態(tài)度與價(jià)值觀 (1)通過探究學(xué)習(xí),培養(yǎng)尊重客觀事實(shí),實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。 (2)密切聯(lián)系實(shí)際,提高科學(xué)技術(shù)應(yīng)用于日常生活中的意識(shí)。 重點(diǎn)難點(diǎn)突破
2. 機(jī)械效率是個(gè)比值,通常用百分?jǐn)?shù)表示,由于使用任何機(jī)械都要做額外功,因此有用功總小于總功,所以 拓展:由此推出提高機(jī)械效率的方法是:① 改進(jìn)機(jī)械結(jié)構(gòu),減少機(jī)械自重;② 合理使用機(jī)械以減少摩擦。
(二)難點(diǎn):有用功、額外功、總功的區(qū)別 人們?cè)谑褂脵C(jī)械時(shí),做的功分為兩部分:一部分是對(duì)人們有用的功,另一部分是對(duì)人們 用而又不得不做的功。 1. 有用功:對(duì)實(shí)現(xiàn)目的 用的那部分功叫有用功。 當(dāng)利用機(jī)械勻速提升物體時(shí),有用功在數(shù)值上等于物體重力與升高的高度的乘積,即:W有用=Gh。 當(dāng)利用機(jī)械移動(dòng)物體克服摩擦力做功時(shí),有用功在數(shù)值上等于摩擦力與物體移動(dòng)距離的乘積,即W有用=FS,其中s為物體移動(dòng)的距離。 2. 額外功:對(duì)人們既無利用價(jià)值而又不得不做的功。又常被解釋“克服無用阻力所做的功”。 額外功產(chǎn)生的原因主要是:(1)各種摩擦,任何機(jī)械在運(yùn)動(dòng)時(shí)都會(huì)有摩擦,克服機(jī)械摩擦所做的功是額外功;(2)機(jī)械的自重,如各種容器重力、動(dòng)滑輪重力等,克服這些重力所做的功也是額外功。 3. 總功:人們?yōu)檫_(dá)到某個(gè)目的而實(shí)際做的功,又常被解釋為“動(dòng)力所做的功”,當(dāng)然,要具體問題具體分析。 注意:不同的題目中,計(jì)算額外功、有用功的方法不一定相同,要具體情況具體分析。 [例2] 指出用水桶從井中提水時(shí)的有用功,額外功。如果桶掉到井里,從井里撈桶時(shí)又帶了一些水,這種情況下的有用功和額外功與井里打水時(shí)相同嗎? 分析:因?yàn)橛盟按蛩畷r(shí),目的是把水提上來,而提桶的功是不需要而又不得不做的,同樣,從井里撈桶時(shí)的目的是把桶撈上來,因此提桶的功是有用功,而提桶里的水就是額外功。 答案:用水桶從井中提水時(shí),對(duì)水做的功是有用功,對(duì)水桶做的功是額外功;從井里撈桶時(shí),對(duì)水桶做的功是有用功,對(duì)水做的功是額外功,與前種情況不相同。 思維能力拓展 應(yīng)用機(jī)械效率知識(shí)解決實(shí)際問題。 [例3](05年陜西省中考·課改卷)如圖所示,工人在t=20S內(nèi)用小車沿斜面把質(zhì)量m=100kg的物品推到高處,斜面長(zhǎng)L=3m,斜面高h=1.5m,該斜面的機(jī)械效率 (1)工人將物品推上高處所做有用功是多少? (2)工人將物品推上高處所做總功是多少? (3)在實(shí)際生活生產(chǎn)中應(yīng)用了斜面工作原理的實(shí)例還有(寫出兩個(gè)): ; 。
綜合探究創(chuàng)新 滑輪組的應(yīng)用及其機(jī)械效率的計(jì)算 [例4](05年山西省中考·課改卷)在下圖中,小剛用300N的拉力,使500N的重物勻速上升1m,求: (1)該裝置的機(jī)械效率? (2)小明想用小于300N的力,仍要站在地面上,在不增加動(dòng)滑輪的情況下,勻速拉起同樣的重物。請(qǐng)你替小明設(shè)計(jì)出滑輪組的裝置圖。(繩重及摩擦不計(jì))
評(píng)注:滑輪組中,物體和動(dòng)滑輪的重量由n股繩子承擔(dān),則繩子末端通過的距離就是物體升高距離的n倍。 跟蹤巧練2:工人用如圖所示的滑輪組提升重物,在10s內(nèi)將質(zhì)量為100kg的物體勻速提升2m,已知工人向下的拉力為480N,則下面說法中錯(cuò)誤的是( ) A. 繩子自由端被拉下6m B. 工人所做的有用功是1960J,總功是2880J C. 物體上升的速度是0.2m/s D. 滑輪組的機(jī)械效率是51%
誤區(qū)障礙跨越 1. 有用功的計(jì)算 有用功是人們不用機(jī)械而直接用手提物體所做的功,也等于在理想情況下(即不考慮機(jī)械本身重和摩擦)人們對(duì)機(jī)械所做的功。一般物體在豎直方向時(shí),即克服重力所做的功;在水平方向移動(dòng)時(shí),即克服阻力所做的功。 2. 利用滑輪組提(或拉)物體時(shí),物體通過距離的確定 誤把物體通過的距離等于繩子末端力通過的距離。實(shí)際上根據(jù)功的原理省力的機(jī)械必定費(fèi)距離,由于使用滑輪組省力,所以拉力通過的距離總是大于物體通過的距離,具體點(diǎn)說就是物體和動(dòng)滑輪由幾股繩子承擔(dān),拉力通過的距離就是物體通過距離的幾倍。 功率 課程標(biāo)準(zhǔn)要求 1. 知識(shí)與技能 (1)知道功率的概念。 (2)知道功率的單位的含義,并能形成具體的觀念。 2. 過程與方法 通過探究實(shí)驗(yàn),了解功率的物理意義。 3. 情感態(tài)度與價(jià)值觀 通過探究活動(dòng),激發(fā)對(duì)科學(xué)的求知欲望。 重點(diǎn)難點(diǎn)突破 (一)重點(diǎn): 1. 功率 意義:表示做功快慢的物理量。 定義:?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)完成的功叫功率。
單位:功的單位是焦(J),時(shí)間的單位是秒(s),功率的單位是瓦(W),1瓦= 焦/秒。 答案:1 點(diǎn)撥:功率和功是兩個(gè)不同的概念,做功多,不一定做功快;反之,做功快,不一定做功多,由功率的定義可看出,功率是由功和做功時(shí)間兩個(gè)因素共同決定的。 [例1] 下列說法正確的是( ) A. 機(jī)械效率越高的機(jī)械做功越快 B. 機(jī)械效率越高的機(jī)械做功越多 C. 功率越大的機(jī)械做功越多 D. 功率越大的機(jī)械做功越快 分析:機(jī)械效率不能表示做功快慢,只表示有用功占總功的比,功率表示單位時(shí)間內(nèi)做功多少,它只表示做功快慢,而不能表示做功多少。 答案:D
思維能力拓展 功和功率的關(guān)系 [例3] 如圖所示,是甲、乙兩物體做功與所需時(shí)間之間的關(guān)系圖像,由圖可知,甲物體的功率P甲與乙物體的功率P乙相比較(
綜合探究創(chuàng)新 測(cè)功率 [例4](05年汕頭市中考·課改卷)學(xué)校買了一箱物理器材,小軍同學(xué)將它從一樓搬運(yùn)到三樓(如下圖所示),小麗同學(xué)想測(cè)量小軍同學(xué)搬運(yùn)器材過程中對(duì)箱子做功的功率。 (1)測(cè)量所需要的器材有: 。 (2)小麗同學(xué)設(shè)計(jì)的測(cè)量步驟如下,其中多余的是( )
A. 測(cè)出箱子所受的重力 B. 測(cè)出樓梯的總長(zhǎng)度 C. 測(cè)出一樓到三樓的豎直高度 D. 測(cè)出小軍上樓梯所用的時(shí)間 E. 算出小軍搬運(yùn)箱子的功率 (3)請(qǐng)你幫小麗設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)記錄表格 分析:測(cè)功率的原理是,要測(cè)出人對(duì)箱子做的功,需要測(cè)出人對(duì)箱子的力及箱子沿力的方向通過的距離,本題中,人對(duì)箱子施的力可認(rèn)為與箱子的重力相等,箱子沿力通過的距離是一樓到三樓的豎直高度,而不是樓梯的總長(zhǎng)度。 答案:(1)臺(tái)秤(或磅秤)、刻度尺(卷尺)、秒表(手表) (2)B (3)見下表
方法提煉:測(cè)功率的原理是,根據(jù)已知條件,測(cè)出“W”所需要的物理量,和對(duì)應(yīng)“W”所用的時(shí)間,代入公式進(jìn)行計(jì)算。 跟蹤巧練2:怎樣測(cè)量你做引體向上時(shí)的功率? 答案:
誤區(qū)障礙跨越 功、功率、機(jī)械效率的區(qū)別 功、功率、機(jī)械效率的概念常?;煜?,出現(xiàn)判斷錯(cuò)誤。 功率表示物體做功的快慢程度的物理量,物體做功越多,功率不一定越大,功率和機(jī)械效率是兩個(gè)完全獨(dú)立的物理量,二者之間無任何聯(lián)系。 【模擬試題】 機(jī)械效率部分 夯實(shí)基礎(chǔ)典型題 一. 選擇題: 1. 用滑輪或滑輪組提起同一重物(如下圖所示),其中機(jī)械效率最高的是( ) A. 甲 B. 乙 C. 丙 D. 丁
2. 有一個(gè)人用同一滑輪組分別將重1000N和2000N的物體勻速提升5m,動(dòng)滑輪重200N,繩重及摩擦均不計(jì),則在上述情況中( ) A. 滑輪組的機(jī)械效率相等 B. 人做的額外功相等 C. 人做的總功相等 D. 繩子自由端移動(dòng)的距離相等 3. 下列關(guān)于機(jī)械效率的說法正確的是( ) A. 有用功越多,機(jī)械效率就越高 B. 額外功越少,機(jī)械效率就越高 C. 總功越小,機(jī)械效率就越高 D. 額外功與總功的比值越小,機(jī)械效率就越高 4. 甲乙兩臺(tái)機(jī)械的總功之比為5:2,有用功之比為3:2,則它們的機(jī)械效率之比為( ) A. 3:5 B. 4:15 C. 5:3 D. 15:4 5. 甲乙兩臺(tái)機(jī)器,甲的機(jī)械效率大于乙的機(jī)械效率,則( ) A. 使用甲機(jī)器一定省力 B. 使用甲機(jī)器做功一定快 C. 使用甲機(jī)器做功一定多 D. 以上說法都不正確 二. 填空題: 6. 使用任何機(jī)械都不省 ,實(shí)際的機(jī)械效率總是 。 7. 用最簡(jiǎn)單的滑輪組提升300N的物體,如圖所示,已知手拉繩的力是120N,則這個(gè)滑輪組的機(jī)械效率是 。
8. 若用杠桿把重為100N的物體撬起0.1m時(shí),人需要用250N的力將杠桿另一端壓下0.5m,則有用功是 J,總功是 J,機(jī)械效率是 。 9. 用動(dòng)力臂是阻力臂2倍的杠桿將重400N的貨物抬高20cm,手向下壓杠桿的力是220N,手下降的高度是 cm,這根杠桿的機(jī)械效率是 。 10.(2005·寧廈)小麗在研究斜面機(jī)械效率時(shí),用15N的力將重量為25N的物體,沿斜面從底部拉到高為10cm的頂端,斜面長(zhǎng)為30cm,則她做的有用功是 J,總功是 J,機(jī)械效率是 。 三. 計(jì)算題: 11. 如圖所示,用一個(gè)滑輪組將重為300N的物體A勻速向上提升10cm,繩子末端的拉力為120N。求:(1)有用功、額外功和總功;(2)滑輪組的機(jī)械效率。
4. 在探究滑輪組機(jī)械效率實(shí)驗(yàn)中,發(fā)現(xiàn)不影響機(jī)械效率的因素是( ) A. 拉線質(zhì)量 B. 定滑輪重 C. 動(dòng)滑輪重 D. 滑輪與繩、軸等之間的摩擦
5. 用500N的力拉著滑輪組繩子的自由端移動(dòng)8m時(shí),可將滑輪組懸掛的重為1500N的物體勻速提高2m,則額外功占總功的百分比是( ) A. 25% B. 75% C. 15% D. 85% 6. 如圖所示,每個(gè)鉤碼重0.98N,幾個(gè)同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中所測(cè)的拉力數(shù)值如下,彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)肯定讀錯(cuò)的是( ) A. 0.6N B. 0.7N C. 0.8N D. 0.9N 7.(2005·浙江金華)如圖所示利用動(dòng)滑輪提升貨物,動(dòng)滑輪的重為20牛頓,繩與動(dòng)滑輪間的摩擦及繩子重不計(jì),第一次把重為100牛頓的貨物勻速提升,這個(gè)過程動(dòng)滑輪的機(jī)械效率為
二. 填空題: 8. 起重機(jī)把質(zhì)量為0.8t的重物提升了2.5m,而它的電動(dòng)機(jī)所做的功是,起重機(jī)提升重物所做的有用功是 J,起重機(jī)的機(jī)械效率是 。 9. 用一個(gè)定滑輪把重200N的貨物提升6m高,所用的拉力是250N,這個(gè)定滑輪的機(jī)械效率 。 10. 用滑輪組把重為600N的物體舉高4m,若滑輪組的機(jī)械效率是80%,那么做的有用功是 J,總功是 J,額外功是 J。 11. 同一滑輪組所掛的鉤碼越重,其機(jī)械效率會(huì)越 。 12.(2005·湖南)劉平在利用某簡(jiǎn)單機(jī)械搬運(yùn)貨物的過程中,所做的額外功為100J,有用功為400J, 則該機(jī)械的機(jī)械效率為 。 13.(2005·山東淄博)如圖所示,某工人利用滑輪組提升礦井中質(zhì)量為42kg的重物,用250N的水平拉力勻速拉動(dòng)繩子,在10s內(nèi)將重物提升5m至進(jìn)口,在上述過程中,工人拉動(dòng)繩子的速度是 m/s,工人做的有用功是 J,滑輪組的機(jī)械效率是 。(取g=10N/kg)
三. 計(jì)算題: 14.(2005·山西)如圖所示,物體G在拉力F的作用下作勻速直線運(yùn)動(dòng),拉力所做的功是600J,物體向左移動(dòng)了2m,滑輪組的機(jī)械效率是80%,求: (1)額外功是多少? (2)拉力F是多少? (3)物體所受的摩擦力是多大?
15. 用滑輪組勻速提升360N的物體,假若滑輪組的機(jī)械率為80%,繩子所能承受的最大拉力為100N,考慮既省力又方便,問:此滑輪組應(yīng)由幾個(gè)定滑輪、幾個(gè)動(dòng)滑輪組成?實(shí)際拉繩的力多大? 拓展探究典型題 1. 小紅學(xué)過“機(jī)械效率”后,產(chǎn)生了一個(gè)疑問:機(jī)械的機(jī)械效率越高是否越省力?針對(duì)這個(gè)問題,小紅借了一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì),利用家中“案板”和茶杯做了以下實(shí)驗(yàn):
A. 把杯子放在塑料袋中,在杯子中加入適量的水,用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)得杯子和水的總重量G。 B. 用“案板”作斜面,如圖所示,把一只水杯通過細(xì)繩與彈簧測(cè)力計(jì)連接,拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì),把盛水的杯子勻速拉上斜面。 C. 分別測(cè)出拉力F、杯子移動(dòng)的距離s和升高的高度h。 D. 改變斜面的高度,做四次實(shí)驗(yàn),記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表:
(1)計(jì)算并將數(shù)據(jù)填入表中四個(gè)空格。 (2)小紅的疑問是否得到解決?分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),能得出什么結(jié)論? (3)完成上面實(shí)驗(yàn)后,小紅又產(chǎn)生了一個(gè)猜想:“如果減小斜面的摩擦,可以提高斜面的機(jī)械效率。” ① 請(qǐng)你運(yùn)用所學(xué)知識(shí),說明小紅的猜想是否正確;(簡(jiǎn)述理由) ② 請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn),進(jìn)一步證明你對(duì)小紅猜想的判斷。(可以簡(jiǎn)要說明在前面實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上要做哪些新的實(shí)驗(yàn)操作) 2.(2005·重慶)家住農(nóng)村的小李同學(xué)想測(cè)家中一頭肥豬的重,家里只有一個(gè)量程較小的彈簧測(cè)力計(jì),他利用杠桿平衡的原理,稱出了豬的重力,小李將豬用繩綁住掛在木棒上的B點(diǎn),將棒的一端(O點(diǎn))放在石坎上,人用力通過掛在A端的測(cè)力計(jì)拉起木棒的另一端,使木棒剛好到達(dá)水平位置,如圖所示,圖中彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)F=320N,OA=1.6m,OB=0.4m。求: (1)根據(jù)杠桿平衡條件F×OA=G×OB,小李同學(xué)測(cè)出的豬重G是多少牛? (2)如果豬的實(shí)際重力為1200N,豬被拉離地面升高了0.1m,小李做的有用功W有用是多少焦? (3)小李用力F拉測(cè)力計(jì)向上升高了0.4m,他做的總功W總是多少焦?
夯實(shí)基礎(chǔ)典型題 一. 選擇題 1. 關(guān)于功的概念,下面說法正確的是( ) A. 功率是表示物體做功快慢的物理量,所以做功時(shí)間越短,功率越大 B. 做功所用時(shí)間越長(zhǎng),做的功越多,功率就越大 C. 在相同的時(shí)間里,做的功越多,功率就越大 D. 功率大的機(jī)器,它的機(jī)械效率也一定高 2. 起重機(jī)在1min時(shí)間內(nèi)把3000N的重物勻速提起20m,在這一過程中,起重機(jī)的功率是( ) A. 1kW B. 3kW C. 9kW D. 18kW 3. 甲乙兩個(gè)物體在水平外力的作用下,做勻速運(yùn)動(dòng),F(xiàn)甲=3F乙,甲和乙的質(zhì)量之比為2:1,甲和乙的速度之比為4:1,那么在同時(shí)間內(nèi),外力對(duì)甲、乙兩個(gè)物體做功之比為( ) A. 3:4 B. 6:1 C. 12:1 D. 24:1 4. 甲機(jī)械的功率是10kW,乙機(jī)械的功率是5kW,則( ) A. 甲機(jī)械做功比乙機(jī)械快 B. 甲機(jī)械做功比乙機(jī)械多 C. 甲機(jī)械做功時(shí)間比乙機(jī)械短 D. 甲機(jī)械的機(jī)械效率比乙機(jī)械高 5. 如圖所示是甲乙兩臺(tái)機(jī)械做功與所需時(shí)間的關(guān)系圖象,由圖可知,甲機(jī)械的功率P甲與乙機(jī)械的功率P乙相比是( )
二. 填空題 6. 建筑工地上,水泥板質(zhì)量為0.7t,起重機(jī)將它提升到4m高度時(shí),做了功 J,若功率為,則起重機(jī)的工作時(shí)間為 s。 7. 舉重運(yùn)動(dòng)員在2s時(shí)間內(nèi),用1200N的力把杠鈴舉高2m,在這段時(shí)間內(nèi),運(yùn)動(dòng)員做功的功率是 W。如果他舉起杠鈴后又在空中停留了3s,則在這3s內(nèi)運(yùn)動(dòng)員做功的功率是 W。 8. 兩臺(tái)機(jī)器的功率之比是5:4,它們?cè)谙嗤瑫r(shí)間里完成的功之比是 ,它們完成相同的功所用的時(shí)間之比是 。 9. 在中考體育中,進(jìn)行“跳繩項(xiàng)目”測(cè)試,燕燕同學(xué)1min跳了120次,每次跳起的高度約為4cm,若她的質(zhì)量為50kg,則她跳一次做的功約為 J,她跳繩的平均功率為 W(g=10N/kg)。 三. 簡(jiǎn)答與計(jì)算題 10. 汽車上坡時(shí),駕駛員要換成低速擋,以減小汽車的行駛速度,這樣做的目的是什么? 11.(2005·陜西)如圖所示,工人在t=20s內(nèi)用小車沿斜面把質(zhì)量m=100kg的物品推到高處,斜面長(zhǎng)L=3m,斜面高h=1.5m,該斜面的機(jī)械效率(g取10N/kg)。 (1)工人將物品推上高處所做有用功是多少? (2)工人將物品推上高處所做總功是多少?總功的功率是多少? (3)在實(shí)際生活生產(chǎn)中應(yīng)用了斜面工作原理的實(shí)例還有(寫出兩個(gè)): ; 。
一. 選擇題 1. 機(jī)器甲的功率比機(jī)器乙的功率大,表示( ) A. 機(jī)器甲做的功比機(jī)器乙做的功多 B. 機(jī)器甲做功的時(shí)間比機(jī)器乙少 C. 機(jī)器甲做功比機(jī)器乙做功快 D. 機(jī)器甲做功比機(jī)器乙省力 2. 某人騎著一輛普通自行車,在平直公路上以某一速度勻速行駛,若人和車所受的阻力為20N,則通常情況下,騎車人消耗的功率最接近( ) A. 1W B. 10W C. 100W D. 1000W 3. 功率相等的兩輛汽車,各自做勻速直線運(yùn)動(dòng),汽車甲在0.5h內(nèi)行駛了15km,汽車乙在2min內(nèi)行駛了1200m,則( ) A. 兩車發(fā)動(dòng)機(jī)牽引力之比為5:6 B. 兩車發(fā)動(dòng)機(jī)做功之比為1:1 C. 兩車發(fā)動(dòng)機(jī)功率之比為15:1 D. 上述結(jié)論都不正確 4. 體重相同的甲、乙兩人一起勻速地從底樓跑上五樓,且甲的速度大于乙的速度,則在上樓的過程中( ) A. 甲做的功比乙做的多 B. 甲的功率大于乙的功率 C. 乙做的功比甲做的多 D. 乙的功率與甲的功率相等 5. 如圖所示,物體A通過動(dòng)滑輪在水平拉力F的作用下,沿水平面以2m/s的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng),此時(shí)物體A所受的摩擦力是10N,如果滑輪、繩子所受重力及滑輪的摩擦均不計(jì),則拉力F的大小及拉力F做功的功率分別是( ) A. 10N,40W B. 5N,40W C. 10N,20W D. 5N,20W
二. 填空題 6. 功率是 的物理量,在國(guó)際單位制中,功率的單位是 ,5J/s= W,它表示的物理意義是 。 7. 汽車在牽引力為 8. 一臺(tái)機(jī)器的功率保持不變,它做功1600J所用的時(shí)間為40s,則這臺(tái)機(jī)器的功率是 W,如果它再做6400的功,還需要 s。 9. 若用一個(gè)動(dòng)滑輪把重400N的物體提升2m時(shí),需要5s時(shí)間,測(cè)得滑輪的機(jī)械效率為80%,則拉力做的有用功是 J,拉力做功的功率是 W。 10. 甲、乙兩臺(tái)機(jī)器,它們的功率之比是4:3,若要完成相同的功,它們所需要的時(shí)間之比是 ,它們?cè)谙嗤臅r(shí)間內(nèi)所做的功之比是 。 11. (2005·山西曲沃、陽城)某班同學(xué)在上體育課時(shí),進(jìn)行了引體向上測(cè)試。有位同學(xué)1分鐘拔起10次,每次拔起時(shí)身體上移約20cm。若他的質(zhì)量為50kg,則他拔起一次所做的功約為 J,他的功率約為 W。(g=10N/kg) 三. 計(jì)算題 12. (2005·山東泰安)某人在河岸上,借助岸邊的大樹,利用滑輪組通過拉繩使停泊在水中的船勻速靠岸。已知滑輪組是由一個(gè)定滑輪和兩個(gè)動(dòng)滑輪組成的(滑輪和拉繩自重不計(jì)),船的總質(zhì)量為 (1)滑輪組的機(jī)械效率。 (2)人拉繩的功率。 拓展探究典型題 1. (2005·山西臨汾)如圖是起重機(jī)起吊貨物的示意圖,當(dāng)它起吊1.8t的貨物以1m/s的速度上升3m的過程中,每段鋼絲繩的拉力均為8000N(g=10N/kg)。 (1)請(qǐng)指出起重機(jī)吊臂的支點(diǎn)和動(dòng)力作用點(diǎn)。 (2)求起重機(jī)起吊貨物時(shí)的總功率。 (3)求起重機(jī)起吊貨物時(shí)的機(jī)械效率。
2. (2005·陜西)在某建筑工地上,為了搬運(yùn)建筑材料,常常采用如圖所示的簡(jiǎn)單機(jī)械,示意圖中滑輪A與滑車連接,滑輪D固定在地面塔架上,鋼絲繩拉力F由電動(dòng)機(jī)提供。此滑輪組在1min內(nèi)將質(zhì)量為0.45t的建筑材料勻速提升12m,拉力F所做的功為(鋼絲繩重和摩擦不計(jì),g取10N/kg)。 求:(1)滑輪組的機(jī)械效率。 (2)鋼絲繩拉動(dòng)的速度。 (3)根據(jù)已知條件,再提出一個(gè)有關(guān)問題并計(jì)算(上述已計(jì)算出的物理量除外)。
【試題答案】 機(jī)械效率 夯實(shí)基礎(chǔ)典型題 1. B 提示:因?yàn)樵趯?duì)同一重物所做有用功相同時(shí),甲、丙、丁比乙由于克服動(dòng)滑輪自重而多做額外功,故乙的機(jī)械效率高。 2. BD 3. D 4. A 5. D 6. 功;小于1 7. 83.5% 8. 10;125;8% 9. 40;90.9% 10. 2.5J;4.5J;56%
功率 夯實(shí)基礎(chǔ)典型題
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