谈谈“机械效率”的归类复习（安庆怀宁）

《谈谈“机械效率”的归类复习（安庆怀宁）》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、谈谈“机械效率”的归类复习（安庆怀宁）谈谈“机械效率”的归类复习（安庆怀宁）何承义3月20日有用功占总功的百分比叫做机械效率，其公式为η=W有用/W总。这个基本概念在初中物理教材中已经给出，但没有进行较深入的讨论，因此，学生对简单机械效率往往有许多模糊的认识，采用归类复习对于消除学生模糊感，增强对知识的理解大有益处。一、简单机械的种类、定义及性质简单机械在我们已学过的中学内容里归纳起来有以下四种形式：1、杠杆定义：一根硬棒，在力的作用下如果能绕着固定点转动，这根硬棒就叫做杠杆。实际生活中的杠杆有省力的

2、，也有费力的，还有既不省力、也不费力的，例如独轮车、钳子、起子、剪刀、天平等。2、滑轮滑轮可分为定滑轮、动滑轮、滑轮组三种。（1）定滑轮定义：轴固定不动的滑轮叫做定滑轮。定滑轮实质是一个等臂杠杆使用它不省力，但可改变力的方向，例如在旗杆上装一个定滑轮，人站在地上就能把旗子升到高处。（2）动滑轮定义：滑轮和重物一志移动，这样的滑轮叫动滑轮，动滑轮的实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆，使用动滑轮能省一半力，但是不能改变力的方向，在很多情况下使用不方便，因此动滑动很少单独使用。（3）滑轮组定义：动滑轮和定滑轮组

3、合在一起叫滑轮组。这种机械使用起来既方便，又省力，例如汽车起重机、塔式起重机等。3、轮轴定义：由轮和轴组成，能绕共同轴线旋转的简单机械，叫做轮轴。轮轴的实持是可以连续旋转杠杆，例如汽车驾驶盘、手摇卷扬机、辘轳等。4、斜面定义：与水平方向有一个倾角的面叫斜面。使用斜面可以省力，但不能省功。例如，为了省力，人们在把重的物体搬到车上时，常常搭上一块木板。二、简单机械的有用功、总功及效率。为了清楚有效地搞好机械效率复习，我把简单机械的有用功、总功及效率总结列表如下（表中“L1”表示动力臂，“L2”表示阻力臂，

4、“L”表示斜面长“R”表示轮关径，“r”表示轴关径，“h”表示重物所升高度或斜面高，“s”表示绳子自由端的伸长量，“F1”表示动力，“F2”表示阻力，“G”表示物生，“n”表示轮轴转的周数或表示承担动滑轮的绳子段数）。项目　　名称有用功W有用总功W总机械效率η杠杆F2*L2F1*L1F2*L2/F1*L1*100%轮轴n·2πr*G或G*hn·2πrR*F1或:h/2πr·2πr*F1n·2πrG/n·2πrRF1*100%或G*h/(h/2πr*2πRF1)*100%滑轮竖直状态G*h(G也可含滑轮

5、重)F1*nhG*n/F1*nn′*100%水平状态F2*3/nF1*3F2*(3/n)/F1*3*100%斜面G*hF*LG*h/F*L*100%说明,表中有些栏目的公式没有化成最简式,目的在于让公式仍能继续充分反映各机械的本质特征,便于学生准确选择公式解答题目.三、习题示范使用上表公式，求解有用功、总功时要根据题目的要求正确选择力和力臂或距离的单位，避免因单位混乱而出错；求解机械效率时，公式上下相同物理量单位统一就可以了，不必再转换成国际单位，以节约时间，提高解题速度。例1：沿着长5米、高1米的斜

6、面，把重104牛顿的物体用2500牛顿的力沿斜面拉到车上去，这个斜面的机械效率是多少？额外功是多少？解：本题属于求斜面机械效率问题，参照上表所列可知：W有用=G*h，W总=F*L根据η=，得η=G*h/F*L=104*1/2500*5*100%=80%又根据W总=W有用+W额外得：W额外=W总-W有用=F*L+G*h=2555*5-104*1=2500（焦）例2：如图所示的滑轮组提重2000牛顿的货物，这个滑轮组的机械效率为62.5%，求拉力的大小。解：本题与滑轮的机械效率有关，而且属于竖直状态的问题

7、，根据上表所列，设绳子自由端伸长s米，则：W有用=G*s/n，W总=F*s而η=W有用/W总=G*s/n/F*s*100%，n=4，故F=G/nη=2000/4*62.5%=800（牛）。必须指出表中滑轮的效率公式不但适用于滑轮组，也同样可适用于定滑轮、动滑轮，切莫缩小应用范围。　　　　例3：用道钉撬来撬铁路枕上的道钉（如图2），加在道钉撬撬上的力是200牛顿它的动力臂是1.2米，阻力臂是6厘米，求道钉对道钉撬的阻力，若机械效率为40%,道钉对撬撬的阻力又是多少?解:求第一问时的机械效率为10%,根据

8、上表查杠杆的有关公式得:F2*L2=F1*L1F2=F1*L1/L2=200*1.2/0.06=4000（牛）第二问的机械效率为40%，得：η=F,2*L1/F1*L1*100%，得F,2=F1*L1*η/L2=200*1.2*40%/0.06=1600（牛）例4：人们用辘轳从井中提起一桶300牛事出有因重的水，轮半径是轴半径的3倍，在轮上加200牛顿的力才能把这桶水匀速提起（如图3），该辘轳的效率是多少？解：题目虽然没有把已知R和r的具体数值，但已经告