高中物理 第1章 功和功率 第4讲 人与机械 鲁科版必修2

1、第1章,功和功率,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,栏目索引 CONTENTS PAGE,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：. (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,总功,有用功率,有效,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,总能量,做

2、功快,二、机械的使用,轻松,有效,智能化,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？ 答案既省力又提高速度，使人们更舒适,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.机械效率与功率的区别,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,例1

3、如图1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(sin 370.6，cos 370.8)，斜面与物体间的动摩擦因数为0.2.试求：(取g10 N/kg,图1,1)此过程中拉力F的功率是多少,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Nmgcos37 沿斜面方向2Ffmgsin37 又fN,匀速运动时，拉力F的功率 PFvF2v38020.5 W380 W,答案380 W,2)这一过程机械效率是多少？(保留两位有效数字,沿拉力的方向通过的距离L2s5

4、m 总功W总FL3805 J1 900 J 有用功W有用WGmgh100101.5 J1 500 J,答案79,针对训练不计一切摩擦，用如图2所示的机 械把装有50 kg苹果的水果筐.匀速的提升到10 m 高处.已知水果筐的质量为2 kg，求运送苹果的 机械效率.(g10 m/s2，结果保留两位有效数字,图2,解析本题的有用功为 W有用m果gh501010 J5103 J 额外功为W额外m筐gh21010 J2102 J,总功为W总W有用W额外5.2103 J,答案96,二、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

5、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3,A.甲 B.乙 C.丙 D.丁,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1

6、1； 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,机械效率为,使用丁装置时，拉力所做的功为,由此可以看出，丁的机械效率最小，故选D,答案D,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,提高机械效率的方法,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

7、项D正确，其他选项均错. 答案D,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,对机械效率的理解及计算,解析机械实际工作的功率可以小于或等于额定功率，A错； 功率与机械效率无必然联系，B错，C对； 克服额外阻力而做的无用功总是存在的，故机械效率不可能达到100%，D错. 答案C,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() A.70% B.75% C.80% D.90,解析根据机械效率的定义,选项C正确,C,4.如图4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