§9.5 機(jī)械效率,將重300N的物體提高2m：,（2）用滑輪組，動(dòng)滑輪30N，滑輪組對(duì)重物的功W1,（1）直接用手提，求W手,（若用杠桿、斜面呢？）,（3）提升動(dòng)滑輪需要的功W2，動(dòng)力F的功W,一、功的種類：,1、有用功：對(duì)人們有用的功。,（1）必須做的功，任何機(jī)械都不可減少,（2）不使用機(jī)械也要做：W有用 = W手,（3）一般地，,水平拉物體：W有用 = fs,W有用,豎直提物體：W有用 = Gh,（機(jī)械對(duì)物體的功、機(jī)械克服阻力做功、輸出功）,2、額外功：對(duì)人們無(wú)用但不得不做的功。,W額外,（1）產(chǎn)生原因：,摩擦 W額外 = fs,（2）實(shí)際機(jī)械： W額外可以減少，但不能為0,理想機(jī)械： W額外 =0,機(jī)械自重 W額外 = G機(jī)h,3、總功： 有用功和額外功的和。,W總 = W有用 + W額外 = W動(dòng) = Fs,（動(dòng)力做的功、輸入功）,理想機(jī)械： W總 = W有用,W總,W有用,（W總= W有用）,（W動(dòng)）,W總,W有用,（ W總 = W有用 + W額外 ）,（W動(dòng)）,W額外,二、機(jī)械效率 ,1、物理意義：反映機(jī)械性能優(yōu)劣的物理量,2、定義：有用功和總功的比值。,3、公式：,4、機(jī)械效率一般用百分?jǐn)?shù)表示，總小于1，無(wú)單位。,（理想： =1）,實(shí)際：1,5、提高機(jī)械效率的方法：,（1）改進(jìn)機(jī)械結(jié)構(gòu),（2）經(jīng)常保養(yǎng)、定時(shí)潤(rùn)滑,減少額外功,6、討論：,（1）W有用與W總比值越大 ， 越大,（2） W額外與W有用比值越小 ， 越大,（3）,例1、用一動(dòng)滑輪將 G =80N的物體提高2m，動(dòng)力F為50N，求W總， W有用， W額外， ,例2、如圖，動(dòng)力F為50N，物體運(yùn)動(dòng)了2m，物體與地面摩擦力f為100N，求W總， W有用， W額外， ,四、杠桿的效率：,相似總成立：,FL動(dòng) = GL阻 （平衡條件）,S/h = L動(dòng)/L阻,1、理想：,W有用 = Gh,W總 = Fs,=,2、實(shí)際：,W總 = Fs,W有用= Gh,W額外 = W總- W有用 = Fs -Gh,1、已知杠桿全長(zhǎng)1.5m，左端掛有200N的重物，右端施加動(dòng)力150N，動(dòng)力作用點(diǎn)向下移動(dòng)0.6m時(shí)，阻力作用點(diǎn)上升0.3m，求杠桿的效率。（杠桿勻速轉(zhuǎn)動(dòng) ）,五、斜面的效率：,1、理想：,W有用 = Gh,W總 = FL,=,2、實(shí)際：,W總 = FL,W有用= Gh,W額外 = fL,（斜面越陡，機(jī)械效率越高）,斜面的摩擦力f不等于拉力F：,例、一斜面高1m，長(zhǎng)5m，用25N的拉力將重100N的物體勻速拉到頂端，求機(jī)械效率和斜面的摩擦力。,六、滑輪組的效率：,總成立：,S = n h,VF = n VG,1、理想：,F = G / n,W有用 = Gh,W總 = FS,=,（一）豎直拉：,2、實(shí)際（一般忽略摩擦，只考慮G動(dòng)）,W總 = FS =,W有用 = Gh,W額外 = G動(dòng)h,F= G + G動(dòng) / n,= Gh + G動(dòng)h,說(shuō)明：,（1）滑輪組的與繞線方式無(wú)關(guān)；,（2） G動(dòng)一定時(shí)，物體的G越大， 越高；,B、同一滑輪組提的重物越重， 越高；,A、同一滑輪組（機(jī)械）的 不是固定不變的；,（3） G一定時(shí)， G動(dòng)越大， 越低；,（同一重物，動(dòng)滑輪越輕， 越高）,5、如右圖所示，某人用拉力F=300N勻速拉動(dòng)，使物體在t=30s時(shí)間內(nèi)提高2m，物重960N，求P有，P總，。,6、如右圖所示的滑輪組，不計(jì)摩擦和繩重，把900N的重物體高了10m，滑輪組效率75%，用這個(gè)滑輪組提起1200N的重物，這時(shí)滑輪組的效率為多少？,總成立：,SF = n S物,VF = n V物,W有用 = f S物,W總 = F SF,（二）水平拉：,W額外 = F SF - f S物,11、使用如圖所示的滑輪組拉動(dòng)重物A，已知拉繩子的拉力F=1200N，若此時(shí)滑輪組的效率是85%，試計(jì)算重物A與水平地面的摩擦力。,12、用拉力F=300N，使小車水平勻速運(yùn)動(dòng)，繩子自由端移動(dòng)速度VF=0.6m/s，滑輪組效率=80%，求：小車受到阻力fA，滑輪對(duì)小車做功的功率P有。,（三）涉及浮力：,W總 = FS = (G F浮) h + G動(dòng) h,W有用= （G-F浮）h,W額外 = G動(dòng)h,F= （G F浮 + G動(dòng) ）/ n,14、如圖所示，滑輪組的機(jī)械效率為60%，用它打撈掉在水中的實(shí)心鐵塊，人用400N的力拉繩子的自由端，使重物在30秒內(nèi)在水中勻速上升2m，若不計(jì)水的阻力，求：人拉住繩子做的總功人拉繩子的功率重物的重力（=8.2×103kg/m3，）,2.一個(gè)工人在地面上想利用2個(gè)定滑輪和2個(gè)動(dòng)滑輪組成的滑輪組提起重2000N的貨物，已知每個(gè)大滑輪重150N，每個(gè)小滑輪重50N，畫出滑輪組，不計(jì)摩擦和繩重，讓在地面的人在1分鐘內(nèi)將貨物提升3m，求工人的有用功和總功率。,3.一個(gè)動(dòng)滑輪掛有100N的物體，勻速上升時(shí)為F=75N，當(dāng)物體上升1m時(shí)，動(dòng)力作用點(diǎn)上升距離。當(dāng)物體上升10cm/s時(shí)，動(dòng)力作用點(diǎn)上升速度。動(dòng)滑輪效率。動(dòng)力總功率，有用功功率。,4.一起重機(jī)，機(jī)械效率=80%，功率為15kw（總功率）求：起重機(jī)每分鐘完成有用功。起重機(jī)每分鐘做的額外功。起重機(jī)1分鐘內(nèi)可將10噸的重物舉高多少米？,7、如圖所示，用40N的拉力使物體勻速上升，不計(jì)繩重和摩擦，裝置的機(jī)械效率為75%，求物重和動(dòng)滑輪重。若繩子能承受最大拉力50N，此裝置的機(jī)械效率最高為多少？,8.在某工地上，工人用滑輪組吊起重600N的物體，他站在地面用200N的拉力往下拉繩子，物體上升了3m，滑輪組工作時(shí)效率為75%，求滑輪組提升重物做的有用功和工人做的總功滑輪組吊起重物的段數(shù)n，并畫出滑輪組示意圖。,9.工人用如右圖所示的滑輪組提起重2000N的物體。不計(jì)摩擦和動(dòng)滑輪重，工人提起這個(gè)重物至少要用多大的力？若工人勻速提起這個(gè)物體時(shí)所用的拉力為800N，滑輪組的效率為多少？若工人勻速提起這個(gè)物體時(shí)所用的拉力為800N，用時(shí)1分鐘將物體提高3m，滑輪組的功率為多少？,10.已知拉力F=200N，物體A水平向右勻速VA=3m/s，物體B與地面間摩擦力fB=90N，（不計(jì)摩擦和動(dòng)滑輪重）求：VBfA拉力的功率P總繩拉B的功率PB如果原來(lái)AB相距12m，則2秒后AB相距多少？,13.如圖工人用240N的拉力拉繩使水中的小船勻速靠近，用10分鐘將繩子拉下60m，已知小船重1.8×104N，小船受到水的阻力為船重的0.01倍，求：工人拉繩時(shí)的總功率裝置的機(jī)械效率。,15.密度A=3×103kg/m3，A在水中排開100g水，動(dòng)滑輪質(zhì)量m=40g，需要用多大的力才能使物體A在水中提升2m，設(shè)時(shí)間t=5秒，求：滑輪組的效率，拉力的功率。,16.如圖所示，金屬塊靜止在水平放置的平底容器內(nèi)，懸掛金屬塊的繩子處于自由狀態(tài)，現(xiàn)通過(guò)彈簧秤拉動(dòng)繩子自由端，使金屬勻速上升，此時(shí)彈簧秤示數(shù)為10N，已知?jiǎng)踊喼?.2N，不計(jì)摩擦和繩重，求：開始時(shí)金屬塊對(duì)容器底的壓力，勻速提升重物時(shí)滑輪組的效率，在如圖所示的狀態(tài)下，向容器內(nèi)倒入適量的水使金屬塊浸沒(méi)在水中，拉動(dòng)彈簧秤使金屬塊在水中勻速上升，此時(shí)彈簧秤示數(shù)為9N，那么金屬塊的密度為多少？,