高中物理 第1章 功和功率 第4讲 人与机械学案 鲁科版必修2

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1、第4讲　人与机械[目标定位]　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．一、功率与机械效率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：η＝____________＝____________.(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．2．功率与机械效率：两者是从不同方面反映机械性能的物理量，它们之

2、间没有必然的联系．功率大，表示机械__________，机械效率高，表示机械对__________的利用率高．二、机械的使用使用目的用机械代替人力做功甚至完成超越人力的工作，使人们的工作更____、更____发展趋势______水平越来越高，高智能机器人广泛进入生产、生活的各个领域想一想　要行驶一段较长的路程，人们通常选择一种合适的代步方式，如骑自行车、坐汽车或高铁等．人们选择以车代步的目的是什么？一、对机械效率的理解及计算1．机械效率是机械性能好坏的重要指标之一，机械效率越高，机械越节能，能量利用率越高．2．机械效

3、率与功率的区别功率机械效率定义物体所做的功跟完成这些功所用时间的比值有用功跟总功的比值或有用功率和总功率的比值公式P＝或P＝Fvη＝或η＝，总小于1意义表示做功的快慢表示机械对总能量利用率的高低关系两者没有必然的联系，功率大的机械效率不一定高，机械效率高的功率不一定大3.求解机械效率的步骤和方法(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无用阻力．(2)根据功的公式求解动力做的功(总功)、有效阻力做的功(有用功)、无效阻力做的功(额外功)．(3)有用功与总功的比值就是机械的机械效率．

4、例1　如图1所示，利用轻滑轮将一质量为100kg的物体沿倾角α＝37°的斜面以速度v＝0.5m/s匀速拉至高为h＝1.5m的斜面顶端(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)，斜面与物体间的动摩擦因数为μ＝0.2.试求：(取g＝10N/kg)图1(1)此过程中拉力F的功率是多少？(2)这一过程机械效率是多少？(保留两位有效数字)针对训练　不计一切摩擦，用如图2所示的机械把装有50kg苹果的水果筐．匀速的提升到10m高处．已知水果筐的质量为2kg，求运送苹果的机械效率．(g＝10m/s2，结果保留两位有效数字)图2

5、二、提高机械效率的方法1．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．2．要提高机械效率，通常是通过减少额外功来实现的，在无法减少额外功的情况下，则采用增大有用功的方式来实现．3．机械的机械效率不能无限地提高．由于摩擦力的存在，机械的实际效率一定小于1.例2　如图3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(　　)图3A．甲B．乙C．丙D．丁　　　　　　　　　　　　　　　　

6、　　　提高机械效率的方法1．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对机械效率的理解及计算2．下列说法正确的是(　　)A．机械只能在额定功率下工作B．机械效率越大，说明有用功率越大C．功率的大小与机械效率的大小无关D．随着科技的发展机械效率有可能达到100%3．某台机器消耗的能量是1250J，它对外做了1000J的有用功，则这

7、台机器的机械效率是(　　)A．70%B．75%C．80%D．90%4.如图4所示，某工人用滑轮组往3m高的平台上运送沙土，已知沙土的质量为40kg，箱子与动滑轮共重100N，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10m/s2)图4答案精析第4讲　人与机械预习导学一、1.(1)总功　有用功率　(2)　　(3)有效2．做功快　总能量二、轻松　有效　智能化想一想　既省力又提高速度，使人们更舒适．课堂讲义例1　(1)380W　(2)79%解析　该物体受到重力mg、斜

8、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N＝mgcos37°沿斜面方向2F＝f＋mgsin37°又f＝μN由以上三式可得F＝mg·＝N＝380N匀速运动时，拉力F的功率P＝F·v′＝F·2v＝380×2×0.5W＝380W(2)物体沿斜面移动的距离s＝＝m＝2.5m沿拉力的方向通过的距离L＝2s＝5