1、4 人与机械,第1章 功和功率,1.知道机械的额定功率和机械效率的物理意义，能熟练计算机械效率. 2.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. 3.了解现代机械的发展水平及使用.,定位,展示目标,1.机械效率 (1)定义：有用功与 的比值或 与总功率的比值.(2)公式： . (3)物理意义：表示机械做功或利用该机械实现能量转化的 程度.,答案,总功,有用功率,有效,一、功率与机械功率,自主学习,答案,2.机械效率与功率的区别,功,时间,有用功,有用功率,快慢,利用率,Fv,【深度思考】,如图1所示，一级方程式赛车装备了强大的发动机，其功率最大可达900马力
2、(合662千瓦)，车速最高可达370千米/小时.赛车的功率大，说明什么问题？功率大，效率一定高吗？答案 功率大说明机械做功快，这是车速快的动力来源，但机械效率不一定高，因为有用功占总功的比例不一定大.,答案,图1,解析答案,总结提升,例1 如图2所示，利用轻滑轮将一质量为100 kg的物体沿倾角37的斜面以速度v0.5 m/s匀速拉至高为h1.5 m的斜面顶端，斜面与物体间的动摩擦因数为0.2.试求：(取g10 N/kg，sin 370.6，cos 370.8) (1)此过程中拉力F的功率是多少？,图2,(2)这一过程机械效率是多少？(保留两位有效数字),合作探究,探究点一 对机械效率的理解及
3、计算,解析答案,总结提升,解析 该物体受到重力mg、斜面支持力N、摩擦力f、拉力F作用. 因为物体沿斜面匀速向上运动，所以垂直斜面方向的支持力Nmgcos 37 沿斜面方向2Ffmgsin 37，又fN,匀速运动时，拉力F的功率 PFvF2v38020.5 W380 W,总结提升,沿拉力的方向通过的距离 L2s5 m总功W总FL3805 J1 900 J 有用功W有用WGmgh100101.5 J1 500 J,答案 (1)380 W (2)79%,总结提升,求解机械效率的步骤 (1)对机械进行受力分析和运动状态分析，找出动力和阻力，尤其注意分清有用阻力和额外阻力. (2)根据功的公式或功能关
4、系求出机械动力所做的功(即总功)、克服有用阻力所做的功(即有用功)以及克服额外阻力所做的功(即额外功或无用功). (3)求出有用功与总功的比值得到机械效率.,返回,针对训练 如图3所示，某工人用滑轮组往3 m高的平台上运送沙土，已知沙土的质量为40 kg，箱子与动滑轮共重100 N，不计绳重和摩擦，工人匀速拉动绳索.则此过程中工人做的有用功是多少？此滑轮组的机械效率是多大？(g取10 m/s2),图3,解析 工人做的有用功就是克服沙土重力所做的功：W有用mgh40103 J1 200 J.,答案 1 200 J 80%,工人做的总功就是克服沙土、箱子和动滑轮总重力所做的功：W总(mgG) h(
5、4010100)3 J1 500 J.,解析答案,解析答案,例2 如图4所示，不计任何摩擦，分别用甲、乙、丙、丁四个装置把同一个物体匀速提升到同一高度，其中机械效率最小的是( )A.甲 B.乙 C.丙 D.丁,图4,探究点二 提高机械效率的方法,解析 根据题目条件可知，设物体的重力为G，每个动滑轮的重力为G0. 在把物体匀速提升到同一高度的过程中，克服重力所做的功等于有用功，四种情况下所做的有用功相同，均为W有用Gh. 使用甲装置时，拉力所做的总功为W1Gh，机械效率为11； 使用乙装置时，拉力所做的总功为,使用丙装置时，拉力所做的功为,解析答案,使用丁装置时，拉力所做的功为,由此可以看出，丁
6、的机械效率最小，故选D.,答案 D,例3 用如图5所示的滑轮组分别把甲、乙、丙三个物体匀速提升1 m，三个物体的重力依次为300 N、600 N、800 N，则滑轮组机械效率是( ) A.提升甲物时较高 B.提升乙物时较高 C.提升丙物时较高 D.机械效率不变,图5,返回,解析答案,C,1,2,3,4,解析答案,1.(多选)有甲、乙两台机械，功率P甲P乙，机械效率甲P乙，所以在相同时间内W甲W乙，故A正确； 机械所做的有用功W有Pt，由此可知有用功由、P、t三个因素决定，所以无法比较做相同的有用功所用的时间，故B错； 无用功应包括克服摩擦阻力和其他额外阻力所做的功，所以效率低的机械摩擦阻力不一
7、定大，故C错； 根据定义式 可知，D正确. 答案 AD,1,2,3,4,解析答案,2.下列关于机械效率的说法中正确的是( ) A.机械效率越高的机械越省功 B.机械效率越高的机械做的有用功越多 C.功的原理只适用于理想机械 D.机械效率越高的机械不一定越省力 解析 无论机械效率高低，任何机械都不省功，故A错； 在总功不变的情况下，机械效率越高的机械做的有用功越多，故B错； 功的原理不仅适用于理想机械，也适用于普通机械，故C错； 机械效率的高低与机械省不省力没有关系，故D对.,D,1,2,3,4,3某台机器消耗的能量是1 250 J，它对外做了1 000 J的有用功，则这台机器的机械效率是( )
8、 A.70% B.75% C.80% D.90%,解析答案,解析 根据机械效率的定义,选项C正确.,C,1,2,3,4,返回,解析答案,4.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汽车 解析 无论是两人还是一人匀速将木箱拉上汽车，所做的有用功是相同的，都等于木箱的重力与木箱上升高度的乘积.要提高斜面的机械效率，只有减小额外功，也就是要减小摩擦阻力所做的功.因此，选项D正确，其他选项均错.,D,1.知道机械的额定功率和机械效率的物理意义，能熟练计算机械效率. 2.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. 3.了解现代机械的发展水平及使用.,定位,小结作业,
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