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(11)机器的功率越大,完成一定的功所用的时间越短;
3.机械效率:
有用功和总功的比值叫机械效率;
机械效率只反映通过机械做功时,有用功所占总功的比值大小,或额外功在总功中所占比例大小,不反映具体做功的数量多少及做功快慢情况。
提升的物重、动滑轮的重、摩擦(绳重)等因素会影响滑轮组的机械效率;
一般情况下,使用滑轮组提升重物时,如果提升的物重、动滑轮的重、摩擦(绳重)不变或不计,则所做功的多少(有用功的多少、额外功的多少、拉力大小及是否省力、物体提升高度、做功时间的长短)、功率大小(物体做功快慢、物体移动速度大小)、以及承担重物的绳子的股数等因素都不影响机械效率;
(1)功率大的机械机械效率高;
(2)机械效率越高,有用功就越多;
(3)做有用功多的机械,机械效率一定高;
(4)机械效率高的机械一定省力;
(5)使用机械提升重物时,总功越大机械效率越低;
(6)机械做的有用功占总功的比例越大,机械效率越高;
(7)机械效率较大的,所做的额外功较少;
(8)机械效率较大的,有用功和额外功的比值较大;
(9)机械做的有用功相同,总功越少,其机械效率一定越高;
(10)额外功所占总功比例越小,机械效率越高;
(11)有用功相同时,总功越大,机械效率越高;
(12)使用某滑轮组提升重物时,提升高度越高,所做有用功越多,机械效率越高;
(13)使用同一滑轮组提升同一重物时,使物体上升速度越快,则功率越大,相同时间内做功越多,机械效率越高;
(14)提升物重越大,机械效率越高;
(15)机械自身重越小,机械效率越高;
二、影响滑轮组机械效率的因素
1.如图所示,建筑工人用一个滑轮组将重为600N的物体匀速提升2m;
(1)若忽略动滑轮重、摩擦、绳重,F=;
机械效率为;
(2)若只忽略摩擦、绳重,动滑轮重120N,则所用拉力大小、有用功、额外功、总功、机械效率各是多少
(3)在实际做功过程中,动滑轮重120N,若沿竖直方向匀速向下拉动时所用拉力
为400N,则有用功、总功、额外功、机械效率各是多少
(4)若用此装置实际提升1200N的重物2m时,动滑轮重和机械摩擦同(3),则所做有用功、额外功、总功、机械效率各是多少
结论:
影响滑轮组机械效率的因素是提升的物重、动滑轮重、绳重及绳与滑轮之间的摩擦。
2.工人师傅用如图所示滑轮组做功,第一次将重为600N的物体匀速提升2m所用的
时间为40s,人所用的拉力是400N,第二次将重为600N的物体匀速提升3m所用的
时间为30s,人所用的拉力是400N;
请将下表填写完整。
第一次
第二次
提升物重G/N
G1=600
G2=600
做功时间t/s
t1=40
t2=30
所用拉力F/N
F1=400
F2=400
有用功W有/J
W有1=
W有2=
绳子自由端移动距离s/m
s1=
s2=
额外功W额/J
W额1=
W额2=
物体升高高度h/m
h1=2
h2=3
总功W总
/J
W总1=
W总2=
物体升高速度
v物/m/s
v物1=
v物2=
拉力功率P/W
P1=
P2=
绳子自由端移动速度
v绳/m/s
v绳1=
v绳2=
机械效率η
η1=
η2=
三.注意功率公式:
四、利用滑轮组做功时的公式整理
承担重物绳子股数为n,沿竖直方向匀速拉动;
用滑轮组提升重物(竖滑轮)
用滑轮组沿水平方向匀速拉动物体,克服物体与水平面的摩擦力f所做的功为有用功,克服绳子与滑轮及滑轮与转轴之间的摩擦f’所做的功为额外功
理想情况(忽略G动、f、G绳)
半理想情况(只忽略f、G绳)
生活实际(考虑
G动、f、G绳)
拉力F
忽略f’时
不忽略f’时
因为,所以
物重G物
G物=nF
G物=nF-G动
f=nF
f=nFη
动滑轮重
G动
G动=0
G动=nF-G物
摩擦力f
f=0
f=F动-F静
绳子自由端移动距离s
s=nh
绳子自由端移动距离s绳,物体移动距离s物
s绳=ns物
重物升高高度h
重物升高速度v物
物体移动速度v物,绳子自由端移动速度v绳
v绳=nv物
绳子自由端移动速度v绳
机械效率
η=100%
;
机械效率影响因素
无
提升物重、动滑轮重
提升物重、动滑轮重、绳重、绳子与滑轮及滑轮与转轴之间的摩擦
五、认识斜面
1.斜面是省力的机械
物重为G,拉力为F,高度为h,斜面长为s;
在忽略物体与斜面的摩擦时,有关系Gh=Fs,所以,因为s>
h,所以F<
G,
斜面是省力的机械,并且在h一定时,s越大,越省力;
【例题1】如图所示,将同一物体分别沿光滑的斜面AB、AC以相同的速度从底部均匀拉到定点A,已知道AB>AC,如果拉力做的功分别为W1、W2,拉力所做的功率分别为P1、P2,则F1F2;
W1W2;
P1P2;
η1η2.
2.斜面的实例:
盘山路;
螺丝钉、螺母的斜纹;
3.斜面是一个省力的简单机械,利用斜面提升物体时,克服物体重力做的功为有用功,即W有=Gh,拉力做的功为总功,即,克服重物与斜面的摩擦所做的功为额外功,即W额=f摩s,不涉及机械自身重问题;
所以机械效率;
所以,。
【例题2】如图所示,10s内把重力为600N的物体匀速推到斜面顶端,斜面长为3m,高为m,实际推力为300N;
求
(1)做的有用功;
(2)总功;
(3)额外功;
(4)拉力的功率;
(5)物体与斜面之间的摩擦力;
(6)斜面的机械效率.
【例题3】如图所示,斜面长10m,高4m,用沿斜面方向的推力F,将一个质量为50kg的货物由斜面底端匀速推到顶端,运动过程中克服摩擦力做功500J(g取10N/kg),下列说法正确的是( )
A.机械效率为80%B.F=300N
C.摩擦力为100ND.条件不足无法计算
4.斜面的机械效率与斜面的倾斜程度和粗糙程度有关:
(1)在其他条件一定时,斜面的倾斜程度越大,机械效率越高;
推论:
在提升高度和斜面的粗糙程度相同时,斜面越长机械效率越低;
(2)在其他条件一定时,斜面表面粗糙程度越大,机械效率越低;
(3)物体重力大小不影响斜面的机械效率。
5.总结:
在其它条件相同时,斜面越长越省力,但摩擦力越大,机械效率越低;
在其它条件相同时,斜面越粗糙摩擦力越大,机械效率越低;
【例题4】如图所示,在探究“斜面的机械效率”的实验中,以下说法正确的是( )
A.实验时要匀速竖直拉动弹簧测力计
B.木块在匀上升过程中拉力和摩擦力是一对平衡力
C.物体的重力影响斜面的机械效率
D.斜面的倾斜程度越大,沿斜面所用的拉力越大,机械效率越高
八年级下册知识点整理
1.决定物体不受力之后运动状态的因素:
物体不受力之前的原来的状态;
物体原来静止,不受力之后保持静止,物体原来运动,不受力之后保持匀速直线运动状态。
2.决定惯性大小的因素:
惯性大小只与物体质量大小有关,跟物体的运动状态、是否受到力的作用等都无关。
3.影响压力作用效果的因素:
压力大小和受力面积;
当受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越明显;
当压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
4.液体压强大小的影响因素:
液体密度和液体深度;
在同种液体内部(或液体密度相同时),液体压强随深度的增加而增大;
在液体深度相同时,密度越大,液体压强越大;
液体内部向各个方向都有压强,同种液体体在同一深度的(各处)各个方向的压强大小相等。
5.海拔高度对大气压强的影响:
大气压强随海拔高度的增加而减小。
(不是成反比)
海拔高度越高,大气压强越小,液体沸点越低。
6.影响浮力大小的因素:
物体浸入液体中所受浮力大小,只跟液体密度和物体排开液体的体积有关,而与浸没在液体中的深度无关;
在液体密度相同时,排开液体体积越大,所受浮力越大;
在排开液体体积相同时,液体密度越大,所受浮力越大。
7.影响力臂大小的因素:
力的作用点和力的方向。
8.影响做功多少的因素:
①根据W=Fs,一是作用在物体上的力,二是物体在力的方向上移动的距离;
②根据W=Pt,一是功率大小,二是做功时间;
9.影响功率大小的因素:
一是做功的多少,二是做功时间长短;
做相同的功,用时越短做功越快,功率越大;
做功时间相同,完成的功越多,做功越快,功率越大。
10.①影响机械效率高低的因素:
可知,在额外功一定时,有用功越多,机械效率越高;
在有用功相同时,额外功越少,机械效率越高。
②影响滑轮组机械效率高低的因素:
影响滑轮组机械效率的因素是提升的物重、动滑轮重、绳重及绳与滑轮之间的摩擦;
使用同一机械装置做功时,提升物体重力越大,机械效率越高;
对同一物体做功时,动滑轮总重力越小(摩擦力越小),机械效率越高。
11.①影响动能大小的因素:
物体动能大小与物体的质量和速度有关;
物体质量相同时,速度越大,动能越大;
速度相同时,质量越大,物体的动能越大。
②影响重力势能大小的因素:
重力势能大小与物体的质量和所处的高度有关;
物体质量相同时,高度越高,重力势能越大;
所处高度相同时,质量越大,物体的重力势能越大。
③弹性势能大小与物体的弹性形变程度大小有关;
物体的弹性形变越大,具有的弹性势能越大。
复习提问问题:
1.牛顿第一定律、惯性、力和运动的关系;
2.同一直线上二力合成的规律、二力平衡的条件;
3.压强定义、定义式、单位及影响因素、增大和减小压强的方法;
4.液体内部压强特点、计算式;
5.连通器原理、帕斯卡定律及表达式;
6.气压跟海拔高度关系、气压跟液体沸点关系、流体压强与流速的关系;
7.四种求浮力的方法及关系表达式;
8.影响浮力大小的因素、阿基米德原理及表达式;
9.物体的浮沉条件及判断物体浮沉的方法;
10.轮船漂浮、潜水艇浮沉、盐水选种、密度计测量液体密度、热气球升空的原理;
11.力臂的定义、力臂作图步
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- 机械效率 专题 公式