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1、課程設(shè)計(jì)
2009年中考物理專題二 有關(guān)機(jī)械效率計(jì)算專題
一、復(fù)習(xí)目標(biāo):1、了解各簡單機(jī)械——杠桿、滑輪、斜面的特點(diǎn)2、要做到容易解答簡單的關(guān)于機(jī)械效率的計(jì)算3、學(xué)會(huì)關(guān)于機(jī)械效率的綜合計(jì)算
二、知識(shí)儲(chǔ)備:
1.對于簡單機(jī)械來說,提升重物時(shí),克服___________所做的功為有用功,實(shí)際拉力做的功為________.那么機(jī)械效率的計(jì)算公式可寫作η=_____________.
2、在力學(xué)中,功包含兩個(gè)必要的因素分別是 和 ,計(jì)算功的公式W= ??朔亓ψ龉Φ墓綖閃= ,克服阻力做功的公式為W= 。
3、計(jì)算機(jī)械效率的公式是
2、 。
三、典例解析:
1、簡單的有關(guān)滑輪組的機(jī)械效率的計(jì)算
例1:用如圖1所示滑輪組將重6102N的物體勻速提高2m,拉力所做的功為2103J,所用的時(shí)間為20s。求:
(1)有用功;(2)拉力的功率;(3)該滑輪組的機(jī)械效率。
跟蹤練習(xí):1、如圖1是伍實(shí)同學(xué)在測量滑輪組的機(jī)械效率實(shí)驗(yàn)的圖形,重物的質(zhì)量為200g,每個(gè)滑輪的質(zhì)量都為50g,不計(jì)繩子與滑輪、滑輪軸之間的摩擦,使用滑輪組使鉤碼勻速直線上升10㎝,則人的拉力大小為 N,有用功為 J,額外功為 J,機(jī)械效率為 .
2、用如下圖所示的
3、滑輪組吊起重物,不計(jì)繩重和摩擦。
(1)當(dāng)物重為150N時(shí),繩端所用的拉力是60N,此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率是多少?
(2)當(dāng)所吊重物為300N時(shí),10s內(nèi)重物被勻速提高2m時(shí),繩端拉力做功的功率是多少?
2、有關(guān)斜面的機(jī)械效率的計(jì)算
例題:如圖所示。斜面長1m,搞0.2m.;將10N重的物體A從斜面底端勻速拉到斜面頂端,需要用平行于斜面的力2.5N,那么:
(1)斜面的機(jī)械效率是多少?
(2)重物上升過程中克服摩擦做了多少額外功?
(3)為了提高該斜面的機(jī)械效率,同學(xué)們提出了一些建議:
A、以較快的速度將重物勻速拉到斜面頂端
B、以較慢的速度將重物勻速拉到斜面頂端
4、
C、改用光滑的、板長和高度均不變的斜面
其中建議____________(填番號(hào))可以達(dá)到目的;理由是:______________________
跟蹤練習(xí):1、如圖所示裝置將重為100N的物體勻速從斜面的底端拉至頂端。已知斜面的長是5m,高是2m,拉力F=50N,則該裝置的機(jī)械效率為( )
2、如圖所示,將體積為2.010-3m3的木塊,沿斜面勻速上拉時(shí)彈簧測力計(jì)的示數(shù)為4N,松木沿斜面移動(dòng)1m,上升的高度為30cm。求:
(1)松木塊的重力。
(2)斜面的機(jī)械效率。(g=10N/kg,ρ木=0.5103kg/m3)
3、關(guān)于機(jī)械效率的綜合計(jì)算
例3.一
5、質(zhì)量為6kg的石塊,沉在裝水的容器底部,某同學(xué)用一動(dòng)滑輪將石塊從水中勻速提起1m,但石塊沒有露出水面,如圖所示,已知繩的自由端拉力為25N,求石塊在上升過程中:
(1)石塊受到的浮力為多少?
(2)繩的自由端拉力做功為多少?
(3)動(dòng)滑輪的機(jī)械效率為多少? (ρ石=3103kg/m3,g=10N/kg)
達(dá)標(biāo)測試
1、如圖3所示,物重G為600N,用滑輪組將重物勻速提升5m,所用的拉力F為250N,滑輪組的機(jī)械效率為_____________;若不計(jì)摩擦,被提升的物重增加時(shí),滑輪組的機(jī)械效率將___________(選填“變大”、“變小”或“不變”)。
2、一人師傅常利用斜面
6、把重物搬運(yùn)到汽車上。如圖5,汽車車廂高度h=1.5m,斜面長度s=3m,現(xiàn)用力F沿斜面把重籮筐G=1800N的重物勻速拉到車上。若不計(jì)摩擦,拉力F為______N;若實(shí)際拉力F’=1200N,則該斜面的機(jī)械效率是_______%。
3、如圖6所示,用一動(dòng)滑輪拉一物體A以0.5m/s的速度在水平面上作勻速直線運(yùn)動(dòng),物體A重為20N,受到的摩擦阻力是物重的0.2倍,水平拉力為2.5N,則在2s內(nèi)拉力做的功是_______,滑輪的機(jī)械效率是______(不計(jì)滑輪重力)
4、下列關(guān)于功率和機(jī)械效率的說法中,正確的是( )
A.功率大的機(jī)械,做功一定多 B.做功快的機(jī)械,功率一定大
7、
C.效率高的機(jī)械,功率一定大 D.做功多的機(jī)械,效率一定高
5、關(guān)于機(jī)械效率,下列說法正確的是( )
A.有用功越大,機(jī)械的機(jī)械效率就越高 B.額外功越大,機(jī)械的機(jī)械效率就越低
C.總功越大,機(jī)械的機(jī)械效率就越低
D.有用功與總功的比值越大,機(jī)械的機(jī)械效率就越高
6、甲乙兩機(jī)械,甲的機(jī)械效率是70%、乙的機(jī)械效率是50%,下列說法中正確的是:
A、使用甲機(jī)械做功省力 B、甲機(jī)械做功快
C、相同時(shí)間內(nèi),甲機(jī)械完成的功多 D、乙機(jī)械的額外功在總功中占的比例大。
7、小雪和小紅在“測滑輪組機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)中,一起組裝好如圖8所示的實(shí)驗(yàn)裝置
8、,他們分別記下了鉤碼和彈簧測力計(jì)的位置。
(1)小紅____________向上拉動(dòng)彈簧測力計(jì),使鉤碼升高,并由彈簧測力計(jì)讀出拉力為0.5N,同時(shí)小雪用用刻度尺測出鉤碼提升的高度為0.1m,以上測量準(zhǔn)確無誤,其他被測物理量和計(jì)算的數(shù)據(jù)如下表:
鉤碼重(N)
彈簧測力計(jì)提升的高度(m)
有用功(J)
總功(J)
機(jī)械效率
2
0.4
0.2
0.2
100%
(2)小雪和小紅測得滑輪組的機(jī)械效率為100%,他們意識(shí)到出現(xiàn)了錯(cuò)誤,請你幫助找出原因________________________
(3)該滑輪組的機(jī)械效率實(shí)際為_____
(4)若提升的鉤碼重增加到6N,則
9、該滑輪組的機(jī)械效率將_______(選填變大、變小、不變)
8、如圖9所示,物體重180N,動(dòng)滑輪重20N,繩重和摩擦不計(jì).在拉力F的作用下,物體正以0.1m/s的速度勻速上升.求:
(1)拉力F;(2)拉力做功的功率;(3)動(dòng)滑輪的機(jī)械效率.
9、如圖10所示,建筑工地上的吊車是靠電動(dòng)機(jī)來提升貨物,貨物重 103N,電動(dòng)機(jī)的額定電流為 4A,電阻為20Ω;電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí),作用在繩子上的拉力為500N,l分鐘內(nèi)將貨物勻速提升了6m。求:(1)滑輪組的機(jī)械效率是多少?(2)電動(dòng)機(jī)的額定功率是多少?
10、某人在河岸上,借助岸邊的大樹,利用滑輪
10、組通過拉繩使停泊在水中的船勻速靠岸.已知滑輪組是由一個(gè)定滑輪和兩個(gè)動(dòng)滑輪組成的(滑輪和拉繩自重不計(jì)),船的總質(zhì)量為7.92103kg,船勻速移動(dòng)時(shí)受到水的阻力是船重的0.01倍,船受到滑輪組的拉力與人拉繩子的力始終水平,若人的拉力是220N,船靠岸的速度是0.3m/S,(g=10N/kg)求:
(1)滑輪組的機(jī)械效率.
(2)人拉繩的功率.
答案
跟蹤練習(xí):一、1、0.5N,0.1J,0.05J,66.7%
2、(1)83.3% (2)66
二、1、40% 2、(1)10 (2)75%
11、 三、1、1:5 2、(1)20N,(2)50J (3)80%
達(dá)標(biāo)測試:
1.80%,變大 2。10,5 3。80%,300J 4。900N,75% 5。5J,80% 6。B 7。D 8。D 9。B 10。(1)勻速豎直(2)彈簧測力計(jì)提升的高度應(yīng)是0.5m(3)80%(4)變大
11.(1)100N(2)20W(3)90%
12.(1)66.7%,(2)470W(電動(dòng)機(jī)消耗的電能是所做的機(jī)械能和產(chǎn)生的熱能的和)
13.(1)3104N,最近(根據(jù)杠桿的平衡條件)(2)7104J,50%
14.7104Pa,72000J
15.(1)90%,(2)264W(據(jù)推導(dǎo)公式P=Fv計(jì)算)
16.(1)60%,(2)1500W
17.
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