使用機(jī)械是否省功

§9.5探究——使用機(jī)械是否省功一、實(shí)驗(yàn)探究提出問(wèn)題——制定計(jì)劃——收集證據(jù)——分析與結(jié)論要把這個(gè)物體運(yùn)到高處，有哪些方法？問(wèn)題：采用機(jī)械提升重物相比于直接提升重物，是否省功？s=?hFF定性實(shí)驗(yàn)：尋找規(guī)律定量實(shí)驗(yàn)：收集證據(jù)力F/N距離/m力做的功W/JF1=G=h=W1=F1h＝F2=s=W2＝F2s

=W2

W1

在使用動(dòng)滑輪提升重物時(shí)，實(shí)際拉力的功W2

于動(dòng)滑輪提升重物的功W1，這是因?yàn)閃2中還包括了

的功以及

的功。分析與結(jié)論大提升動(dòng)滑輪做克服摩擦做FG物對(duì)有用功、額外功、總功的理解人提沙子做功1、對(duì)沙子做功2、對(duì)桶做功3、克服自重做功人拉滑輪做功1、對(duì)沙子做功2、對(duì)桶做功3、對(duì)動(dòng)滑輪做功人拉滑輪做功1、對(duì)沙子做功2、對(duì)口袋做功3、對(duì)動(dòng)滑輪做功3、總功：有用功與額外功的總和1、有用功：機(jī)械對(duì)物體做的功 2、額外功：克服機(jī)械自重和摩擦所做的功（達(dá)到目的額外做的功）F有用功總功W總＝W有＋

W額外二、機(jī)械效率：（動(dòng)力對(duì)機(jī)械做的功）（看目的）有用功F總功F1F1使用機(jī)械做功認(rèn)識(shí)W有、W額、W總不使用機(jī)械，直接用手所做的功有用功總功GhFs＞F1h=GhTTs=2hhFFF1有用功

豎直使用滑輪組勻速提升重物時(shí)，有用功為G物h，水平使用滑輪組時(shí)，怎樣求有用功呢？FaFG物hfLF1=G物F1F1F1=f4、機(jī)械效率η：有用功跟總功的比值。

無(wú)單位，小于1，用百分?jǐn)?shù)形式表示。

在總功中有用功所占的比例越

越好。大理想情況下-----η＝1“等功”

實(shí)際情況下-----η＜1“費(fèi)功”

機(jī)械效率公式的實(shí)際變形：（1）在空氣中提升重物；（2）在液體中提升重物；（3）在水平面上拉動(dòng)重物；（4）斜面。F有用功總功（1）在空氣中提升重物

若不計(jì)繩重及軸的摩擦，進(jìn)一步有：F有用功總功已知：G物F

hsv物

v繩

W有用=__W總=__

P有用=__P總=__

s=__hv繩=__v物

（1）在空氣中提升重物F有用功總功（2）在液體中提升重物①在液體中提升重物，不計(jì)液體的阻力，有：②若不計(jì)繩重及軸的摩擦，有：有用功F總功（3）水平使用滑輪組

F1F2已知：G物F

fsLv物

v繩

s=__Lv繩=__v物

有用功F總功W有用=__W總=__

P有用=__P總=__

（3）水平使用滑輪組

F1LhF已知：G物fFLh（4）斜面斜面斜面是一種省力機(jī)械無(wú)障礙坡道停車(chē)樓變形斜面某起重勵(lì)機(jī)的機(jī)接械效率守是60％，表該示什么底含義？起重機(jī)黎提升重犧物時(shí)所謠做的有賣(mài)用功跟渣總功的給比值為60％例：用大一動(dòng)滑盟輪將重200性N的砂子提賊到9m高的腳手掉架上，所椒用力是120N，求有用舒功、總功勁、機(jī)械效走率各是多別少？解：（1）減小機(jī)眠械自重（2）減小胞機(jī)械間組的摩擦有力。三、如何環(huán)提高機(jī)械拐效率克服機(jī)荷械自重應(yīng)和摩擦所饅做的功（3）在機(jī)械處強(qiáng)度允許疲的范圍內(nèi)促，增大所森提重物的傲重力。判斷以粒下說(shuō)法級(jí)是否正更確：1、有用功輛越多，機(jī)糾械效率越夏高；2、額外功橫越少，機(jī)付械效率越敢高；3、物體檔做功的塵功率越次低，機(jī)滲械效率握越低；4、做總功汪越多，機(jī)享械效率越處低；5、做相同礎(chǔ)的有用功摩，額外功綱越少，機(jī)修械效率越盯高；6、做相同斤的總功時(shí)塵，有用功答越多，機(jī)顛械效率越齒高；7、用不同港的滑輪組診，做的有哲用功相同限時(shí)，機(jī)械投效率一定扣相同；8、因?yàn)楦哂杏霉ρㄐ∮诳偦罟?，所修以機(jī)械遠(yuǎn)效率總易小于1；9、做的怠額外功招一定時(shí)家，總功豎越少，腹機(jī)械效停率越高嘉；10、有用瞞功在總頑功中占描的比例帥越大，字機(jī)械效監(jiān)率越高竭。1、下列窩說(shuō)法中飲正確的剩是（呀）A、相同鏈時(shí)間內(nèi)棵做功越伴多，功險(xiǎn)率越大B、功率俗大的機(jī)倘械做功王一定較站快C、功率越叔大的機(jī)械踩，機(jī)械效記率也越高D、做功歡相等時(shí)儀，功率給大的所臺(tái)用時(shí)間立少練習(xí)：2、小明為俯幫助爸爸役搬運(yùn)裝修激材料設(shè)計(jì)貓了如圖8所示的援甲、乙兼兩種方趣案，小雕明采用秧這兩種栗搬運(yùn)方津案分別應(yīng)將地面媽上質(zhì)量貴相同的色材料運(yùn)貍送到二側(cè)樓的過(guò)晶程中，啄實(shí)際所杏用拉力罵和時(shí)間跌均相同雁。已知使每個(gè)滑貿(mào)輪受到乏的重力番相同，驅(qū)繩重與塵滑輪的端摩擦均筋可忽略喪不計(jì)。知?jiǎng)t利用騎甲、乙擦兩種方跪案(侵)A．小明所掌做的有用斧功之比為3:4B．小明斯所做的歌總功之急比為1:1C．滑輪組千的機(jī)械效蔑率之比為4:3D．小明震施加拉款力的功每率之比杏為4:3甲乙圖83、在如嚴(yán)圖所示走的滑輪誦組中，他動(dòng)滑輪匪的總重銀是200N（繩的錯(cuò)自重和例輪軸間煮摩擦均弓不計(jì)）紗。求：當(dāng)糞提起800N的物體時(shí)標(biāo)，繩自由肯端拉力F至少應(yīng)劑是多少?滑輪組的蘇機(jī)械效率晴是多大？F4、有一重蛋為800N的物體野，在水渴中受到駛的浮力義為200N，系在霉滑輪組汽的下端驗(yàn)，如圖伙所示，盾若動(dòng)滑和輪自重劇為150N。不計(jì)霞摩擦和道水的阻唱力，求語(yǔ)物體在羞水中勻界速上升脖時(shí)滑輪命組的機(jī)宋械效率猛。（g=1阻0N/侵kg）F5、如圖所繭示的滑輪器組來(lái)拉動(dòng)滲鋼錠，已晃知鋼錠與今地面間的補(bǔ)摩擦力f為1200N，若此滔時(shí)滑輪核組的機(jī)裙械效率帶為80％。（1）求拉鑒繩子的標(biāo)力F至少多大窯？（2）如果針想用更碌小的力防拉動(dòng)鋼愚錠，請(qǐng)那你提出勤一條可隊(duì)行性建妻議。Ff6、如圖基所示，巷用滑輪容和桶組茅成的裝指置來(lái)提水，已知滑割輪重4N，桶重6N，桶中的駛水重50N，現(xiàn)將水添桶在4s內(nèi)勻速富提升了5m。不計(jì)藍(lán)繩重和甩摩擦，號(hào)求該裝置的機(jī)皂械效率?；喗Mη看鉤子眾，下面置有什么塔，都算梳作有用啊功F裝置（滑望輪組提升汪水的）η，看目的7、某工監(jiān)地用圖8所示的虛裝置提墳升貨物迫，固定京在水平厭工作臺(tái)馬上的卷紛揚(yáng)機(jī)（薄其內(nèi)部夫有電動(dòng)捧機(jī)提供扶動(dòng)力）用通過(guò)滑陡輪組勻物速提升伸貨物時(shí)慈拉動(dòng)繩何子的功恰率恒定輪。第一雪次提升額質(zhì)量為480k繪g的貨物反上升4m，卷?yè)P(yáng)煮機(jī)對(duì)繩齊子的拉鈔力為F1，提升貨晨物的機(jī)遭械效率為80%；第二陳次提升著質(zhì)量為360k榴g的貨物踏時(shí)，卷事?lián)P機(jī)對(duì)色繩子的成拉力為F2。已知?jiǎng)恿锘喪艿侥c的重力為240N，取g=10N衫/kg，繩重及另滑輪的摩龍擦均可忽們略不計(jì)。刪則以下結(jié)礙論正確的級(jí)是（）A．前后桑兩次提察升貨物瞎過(guò)程中認(rèn)貨物豎寶直向上運(yùn)動(dòng)的杯速度之服比為4:5B．卷?yè)P(yáng)機(jī)葬對(duì)繩子的孩拉力F2的大小檔為1280護(hù)NC．第一次賊工作過(guò)程麗中拉力所騰做的總功為800廢0JD．利用此綠裝置第二月次工作過(guò)愛(ài)程中滑輪組愚的機(jī)械惑效率為95%圖8卷?yè)P(yáng)機(jī)工作臺(tái)提升架貨物ADB選項(xiàng)是忠怎么算雷出來(lái)的屢？C選項(xiàng)是鼠怎么算岔出來(lái)的筆？圖8卷?yè)P(yáng)機(jī)工作臺(tái)提升架貨物.如圖22所示，AB是一杠蝦桿，可再繞支點(diǎn)O在豎直平嬌面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)橡，AO：OB=2：3，OD：DB=1：1，滑輪皇重為100N。當(dāng)在B點(diǎn)施加艘大小為F的豎直豬向下的殘拉力時(shí)扶，杠桿錄在水平會(huì)位置平既衡，邊新長(zhǎng)為0.2遮m的正方梯體M對(duì)水平地邀面的壓強(qiáng)趙為750賞0pa；當(dāng)在D點(diǎn)施加大臘小為F的豎直向滾下的拉力糊時(shí)，杠桿碑在水平位羨置平衡，臥正方體M對(duì)水平驕地面的撫壓強(qiáng)為1500件0pa。（若不濾計(jì)杠桿重脂、繩重和度摩擦，圖農(nóng)中各段繩缺子所受拉姜力均沿豎晚直方向）犁則拉力F的大小株為。答案：200豪N8、質(zhì)量那為60k于g的小明遣站在水嗎平地面辨上，利研用如圖29所示裝姿置提升告物體A。物體A的質(zhì)量mA為72k怕g，底面雪積SA為2×1經(jīng)0-2m2。當(dāng)小柱明施加合豎直向歪下的拉益力為F1時(shí)，物歡體A未被拉動(dòng)軋，此時(shí)物壁體A對(duì)地面財(cái)?shù)膲簭?qiáng)p為5×103Pa，小明對(duì)路地面的壓縫強(qiáng)為p1；當(dāng)小端明施加勤豎直向家下的拉蝴力為F2時(shí)，物睬體A恰好勻供速上升扮，小明蕉對(duì)地面禍的壓強(qiáng)恨為p2，且p1：p2=16印:1線5。已知B、C、D、E四個(gè)滑賴輪的質(zhì)雪量相同濟(jì)，不計(jì)浪繩重和礦摩擦，g取10N/膀kg。求：（1）當(dāng)小明嶄施加豎直稠向下的拉棍力F1時(shí)，物體A對(duì)地面的瀉壓力FN；（2）每個(gè)滑威輪所受的路重力G0；（3）當(dāng)小明同施加豎直塊向下的拉姑力F2時(shí)，整個(gè)裝扭置的機(jī)秘械效率η。圖29DECBA///提示：兩皆根繩，每根繩哭上的力不抽同，不能燙直接套用奧公式！常見(jiàn)的錯(cuò)劍誤解法：兵（典型錯(cuò)著誤）圖29DECBA2TBFNGA+G0A和BF1F支1G人人2F1G0CTB關(guān)于解方鄭程h2h仿照以上針公式，結(jié)睛合本題，夢(mèng)如何整理夫出正確的η表達(dá)式h第（3）問(wèn)，樹(shù)其它正巧確解法判：斜面的機(jī)紀(jì)械效率：理想斜面沾（光滑）Lh非理想：要使物體六升高相同繡的高度，今斜面越越省力。長(zhǎng)斜面的機(jī)終械效率與活斜面的長(zhǎng)那度、粗糙紋程度有什芽么關(guān)系？一斜面鋪長(zhǎng)為3m，高為1m，把一重盡為600N的重物沿稅這個(gè)斜面碧勻速拉上耽斜面頂端立時(shí)，（1）如果活是光滑嫩斜面，壯求拉力F；（2）如果實(shí)次際所用的校拉力為250晌N，求斜面姑的機(jī)械效胃率。練習(xí)：§9.悶6測(cè)滑輪偽組的機(jī)數(shù)械效率實(shí)驗(yàn)裝置問(wèn)題一：同一滑夸輪組掛不棋同數(shù)量的護(hù)鉤碼時(shí)，約機(jī)械效率揀相同嗎？（與物重脆的關(guān)系）（“物體上棟升越高嬌，機(jī)械蒼效率越大高”的說(shuō)法對(duì)故不對(duì)？）（同一徒滑輪組漠機(jī)械效跨率是否肺恒定不皮變）問(wèn)題二：雙滑頁(yè)輪組和世單滑輪蜘組都掛解相同的爛鉤碼時(shí)霧，機(jī)械蜓效率相鞏同嗎？林（不同績(jī)）問(wèn)題三：提高么滑輪組融的機(jī)械鼓效率的肥方法是登什么？明確探究辯問(wèn)題：實(shí)驗(yàn)測(cè)溫量滑輪謠組機(jī)械切效率需要測(cè)減量：物重：G物；怎么測(cè)？彈簧測(cè)廳力計(jì)繩端拉力F；鉤碼上升尸高度：h；繩端移動(dòng)德距離：s應(yīng)用兩攻個(gè)位置漂坐標(biāo)的荷差值求爬距離應(yīng)用兩狡個(gè)位置脊坐標(biāo)的憂差值求議距離練習(xí)：1、某實(shí)驗(yàn)把小組在“測(cè)滑輪春組機(jī)械反效率”的實(shí)驗(yàn)中馬得到的數(shù)坐據(jù)如下表釣所示，第1、2、3次實(shí)驗(yàn)裝纏置分別如昏圖中的甲司、乙、丙乞所示。次數(shù)鉤碼重G/N鉤碼上升高度h/m有用功W有/J測(cè)力計(jì)拉力F/N測(cè)力計(jì)移動(dòng)距離s/m總功W總/J機(jī)械效率η120.10.20.90.30.2774.1％240.10.41.60.30.4883.3％340.11.10.50.5501N234501234501N234501234501N2345012345甲乙丙(1)比較第1次實(shí)驗(yàn)和鼻第2次實(shí)驗(yàn)融，可得止結(jié)論：辯使用同啞樣的滑嗎輪組，脈提起的廉鉤碼越益重，滑遙輪組的也機(jī)械效遙率越。(2)第3次實(shí)驗(yàn)中嘩所做的有瞞用功是J，機(jī)械織效率是____把____。(3)第3次實(shí)驗(yàn)爭(zhēng)中動(dòng)滑織輪個(gè)數(shù)閃比第2次實(shí)驗(yàn)多震。動(dòng)滑輪簡(jiǎn)自重增大祥，對(duì)動(dòng)滑柿輪所做的王額外功(選填“增大”或“減小”)，因而清，由第2、3次實(shí)驗(yàn)活可知：炎滑輪組態(tài)的機(jī)械投效率與堂動(dòng)滑輪沸自重大蒜小有關(guān)致。次數(shù)鉤碼重G/N鉤碼上升高度h/m有用功W有/J測(cè)力計(jì)拉力F/N測(cè)力計(jì)移動(dòng)距離s/m總功W總/J機(jī)械效率η120.10.20.90.30.2774.1％240.10.41.60.30.4883.3％340.11.10.50.55結(jié)論1：同一魯個(gè)滑輪期組，提營(yíng)升不同酸的重物閑，機(jī)械票效率是不陷同的．妹提升重便物多的鳳機(jī)械效惜率就高平，因?yàn)轭~移外功基騎本不變德，做的昨有用功叛越多，梅機(jī)械效率薦就越高絨。結(jié)論2：不同努結(jié)構(gòu)的躬滑輪組嶼，提升貓相同的香重物，錯(cuò)機(jī)械效率原一般也卻不同。疲結(jié)構(gòu)復(fù)以雜的滑尖輪組所非做的額外論功多，蝴因此做局同樣的就有用功輪，其機(jī)尾械效率也就姻低。圖1FA2、小華占用一個(gè)徐動(dòng)滑輪紙?jiān)?s內(nèi)將重800N的貨物犬沿水平授方向勻木速拉動(dòng)1m，所用的朵拉力為200拐N，若物殺體A受到水平卡面的摩擦蹲力為250N，則在龜這一過(guò)眼程中小峽華所做讀的有用寸功是___笛__J，額外功范是J，該動(dòng)滑照輪的機(jī)械桐效率是，他做功康的平均功古率是W。注意各識(shí)個(gè)物理情量的對(duì)椒應(yīng)關(guān)系逝，注意請(qǐng)物體移乖動(dòng)距離貪和繩端庭移動(dòng)距濫離的倍向數(shù)關(guān)系峽。圖13、如圖斧所示是織某工人抄用滑輪籮組提升治重物，得工人用360N拉力將重醋為600流N的重物朱勻速提萄升10m，若不計(jì)芽繩重和摩蒼擦。求：（1）滑輪壇組的機(jī)俯械效率毯是多少同？（2）若將歐重為880借N的重物叮勻速提略升10m，工人技做功多堵少J？此過(guò)程翠中的機(jī)械咬效率為多牲少？強(qiáng)調(diào)滑使輪組機(jī)可械效率鵲的模型讀化，訓(xùn)羊練同一沾個(gè)滑輪鴿組效率銀變化的足原因。4、如圖甲服所示，重信為80Ｎ的物曠體在大偶小為30Ｎ、水平饒向左的拉污力F1作用下，辟在水平面預(yù)上以0.4個(gè)m/s的速度語(yǔ)做勻速環(huán)運(yùn)動(dòng),滑輪與繩信子質(zhì)