(机械制造行业)机械效率.docx

15．4机械效率 使用机械工作时，越省力的机械，它的机械效率一定越高吗？功率越大，机械效率越高吗？机械效率终究跟 哪些因素有关？学完本节内容，你一定能回答这些问题． 智能提要 总功、额外功和有用功 机械效率机械效率的定义及公式 探究斜面和滑轮组的机械效率 问：怎样正确认识有用功、额外功和总功的含义及它们之间的关系？ 答：有用功可理解为一种“目的”功．比如，用滑轮组匀速提升重物时，使用机械的目的是提高重物，那么克 服物体的重力做的功是有用功，即W有用=Gh；又如用滑轮组拉动重物在水平面上与速移动时，使用机械的目的 是水平移动重物，那么战胜物体与水平面间的摩擦力做的功是有用功，即W有用=fs． 额外功是指对人们无用但又不得不额外做的功，即战胜机械自重和自己零件的摩擦而做的功，由于机械自重和 摩擦老是存在的，因而额外功是不可防止的，对任何实际的机械总有W额外＞0． 总功是人们使用机械时动力总合做的功W总=Fs，这其中既有经过机械战胜物体阻力做的有用功，又有战胜机 械自己重力和摩擦做的额外功，所以有用功、额外功和总功的关系是W总=W有+W额外． 问：机械效率总小于1吗？ 答：使用不同的机械做功，需要做的额外功各不相同，我们希望额外功在总功中所占的比率越小越好，或许说 有用功在总功中所占比率越大越好．但由于额外功老是存在的，故有用功老是小于总功，所以，机械效率 W有用 100%1． W总 问：怎样比较机械效率的高低？ 答：机械效率由有用功和总功两个因素共同决定，比较机械效率高低时不能只考虑其中一个因素． 当总功一准时，机械做的有用功越多或额外功越少，机械效率就越高； 当有用功一准时，机械所做的总功越少或额外功越少，机械效率就越高； 当额外功一准时，机械所做的总功越多或有用功越多，有用功在总功中所占的比率就越大，机械效率就越高． 问：对于机械效率，应注意哪些问题？ 答：应注意以下几点： （1）机械效率总小于1，因为W有总小于W总． （2）机械效率的高低取决于有用功和总功两个因素，不能理解成：“有用功多，机械效率高”；或“总功大， 机械效率低”． 3）机械效率的高低与是否省力及大小无关． 4）机械效率不是固定不变的．机械效率反应的是机械在一次做功的过程中有用功跟总功的比值，同一机械在不同次做功的过程中，提起物重不同，机械效率往往会不同． 九年级物理第1页共8页15.4机械效率 中考撷要 中考取对机械效率的考察往往联合功和功率、简单机械等知识，考察题型主要有选择题、填空题、计算题、 实验题等．测量滑轮组的机械效率是最近几年中考取常出现的考题． 智能拓展 组合机械的效率 在实际生产中，人们为了优化简单机械的功能，往往将两个或更多简单机械组合在一同使用．如自行车有杠杆与杠杆的组合，轮轴与轮轴的组合；起重机上有杠杆跟滑轮组的组合； 卷扬机上有轮轴跟滑轮的组合． 利用组合机械做功说，组合机械的效率与其中每一个简单机械的效率之间有怎样的关系呢？下面经过一个详细实例来研究． 如图14-26所示是由斜面和滑轮组组成的组合机械．设物体重为G，斜面的机械效率为η1，滑轮组的机械效率为η2．那么使劲拉物体时，整个 组合机械的效率会不会更高了？ 图14-26 设定滑轮与物体之间相互作用的拉力为 ， l，升高的高度为h，绳子自 F，物体沿斜面向上移动了一段距离 W有1 Gh , 由端移动的距离为s，则游斜面的机械效率1 W总1 ，得Gh 1Fl，由滑轮组的机械效率 Fl W有2 , , Fl 得Fs Fl 2 W总2 Fs ．利用斜面做功的有用功就是组合机械做的有用功，利用滑轮组做的总功就是 2 W有 ， 1Fl 12． 组合机械做的总功，所以整个机械的效率 ， W总 Fl 2 可见，组合机械的总机械效率为各简单机械效率的乘积．这个结论虽然是经过详细实例得出的，但对于其 他组合机械也是合用的．不难看出机械组合在一同并不能提高机械效率，相反，组合的机械越多，总机械效率 越低． 智 能 归 例 题型一考察对有用功、额外功、总功的认识，并能利用公式 W有 100%进行简单的计算 W总 例1 一个工人用如图14-27所示的滑轮组提起 2000N的货物，所用的拉力是 800N， 绳子自由端被拉下4m，下列说法中正确的选项是 ( ) A．总功是3200J，机械效率是 40％ B．有用功是 8000J，机械效率是40％ C．有用功是3200J，机械效率是 62.5％ D．总功是3200J，机械效率是 62.5％ 知识点 考察对于滑轮组的使用中总功、有用功 =机械效率的计算 闯关点拨 解此题的重点，一是确定担当物重的绳子股数，根据“截线法”知 n=4；二是确定 图14-27 哪个是总功，哪个是有用功． 再次提醒：注意 s =s 剖析和解 总= =800N×4m=3200J，∵ =