《机械效率的典型例题.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械效率的典型例题.pdf（6页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、简单机械之机械效率计算 1、关于机械效率，下说法正确的是：（）A、机械效率总小于 1；B、单位时间里做功越多的机械，机械效率越高；C、做功越多的机械，机械效率越高；D、省力越多的机械，机械效率越高。2、为了提高滑轮组的机械效率，以下正确的是：（）A、以较快的速度匀速提升重物；B、以较慢的速度匀速提升重物；C、增加承担物重的绳子股数；D、把滑轮做得更轻巧，减小滑轮在转动过程中的摩擦；3、某同学用动力臂是阻力臂 2 倍的杠杆将重 400N 的石头抬高 20cm,手向下压的力是 220N,手下降的高度是_cm,人做的功是_J,有用功是_J,这根杠杆的机械效率是_ 4、用一动滑轮将重 200N 的砂子
2、提到 9m 高的脚手架上，所用力是 120N，求有用功、总功机械效率各是多少 /5、如图所示，为使重为 1500N 的物体匀速移动到长 100m 斜面的顶端，若斜面的高为 10m.需用 180N 的推力，则这个斜面的机械效率是多少 常见的简单机械指滑轮、斜面和杠杆。而有关其机械效率的计算则是九年级物理的难点和重点，也是每年中考试卷的“常客”。为了帮助学生们破解难点，掌握重点，下面就按滑轮、斜面、杠杆的顺序，以典型题为例，分类讲解各类问题的求解方法。一、滑轮 竖直提升重物的典型例题 例1（2011江苏连云港，第29题）在小型建筑工地，常用简易的起重设备竖直吊运建筑材料，其工作原理相当于如图所示的
3、滑轮组。某次将总重G为4000N 的砖块匀速吊运到高为10m的楼上，用时40s，卷扬机提供的拉力F为2500N。求在此过程中：（1）有用功；（2）拉力F的功和功率；（3）滑轮组的机械效率。难点突破：所谓“有用功”，就是“对我们有用的功”。在利用定滑轮、动滑轮、或者滑轮组沿竖直方向提升重物时，我们的目的都是让重物升到我们所需的高度。所以有用功就应是滑轮钩克服物体重力向上拉物体的力和物体在此力作用下升高的高度的乘积。根据二力平衡知识，物体所受的重力和我们（滑轮钩）克服物体重力向上拉物体的力应是一对平衡力。再根据功的定义，功“等于作用在物体上的力和物体在力的方向上通过的距离的乘积”，所以，此时克服物
4、体重力做的有用功就是“物重乘以重物上升高度”，即 W有用=G物h物。而我们做的总功就应是作用在绳子自由端的力和绳子自由端移动距离的乘积。即 W总=F绳S绳。机械效率=100=100。在动滑轮和滑轮组中，我们要注意 S绳=nh物。通过读题，我们可以知道：G物=4000N，h物=10m，t=40s，F绳=2500N。另外，从图上我们还可知，动滑轮上有2段绳子，n=2。正确解法：（1）W有=G物h物=400010J=4104J；（2）W总=F绳S绳=F2h物=2500210J=5104J，P=103W；（3）=100=100=80。水平拉动重物的典型例题 例2（2010年湖南湘潭，24题）小勇用右上
5、图所示滑轮组拉着物体匀速前进了，则绳子自由端移动的距离为 m。若物体与地面的摩擦力为9N，则他所做的功是 J。如果小勇对绳的拉力 F=4N，该滑轮组的机械效率为%。难点突破：在使用定滑轮、动滑轮、或者滑轮组沿水平方向匀速拉动重物时，物体在滑轮钩的水平拉力下匀速移动。我们的目的恰好也是让物体在水平方向移动，所以我们做的有用功就滑轮钩的拉力和物体在水平方向上移动的距离 L 的乘积。因物体匀速直线运动，根据二力平衡知识，滑轮钩的拉力和物体与地面的磨擦力是一对平衡力，即拉力与磨擦力相等。所以有作功可以这样计算：W有用=L。特别强调此时的有用功不是 W有用=G物h物。总功就是作用在绳子上的拉力 F 和绳
6、子自由端移动距离 S 的乘积。即 W总=F绳S绳。所以机械效率=100=100。此题我们读题不难知道 f=9N，h物=，F绳=4N。另外从图知，动滑轮上有3段绳子，所以n=3；正确解法：（1）S绳=nh物=3=.（2）W有用=L=9N=（3）=100=100=100=75%二、斜面典型例题：例3（2010江苏苏州，26题）如图所示，斜面长 S=10m，高 h=4m。用沿斜面方向的推力 F，将一个重为100N 的物体由斜面底端 A 匀速推到顶端 B。运动过程中物体克服摩擦力做了100J的功。求：（1）运动过程中克服物体的重力做的功；（2）斜面的机械效率；（3）推力 F 的大小。难点突破：使用任何
7、机械都不省功。斜面也不例外。我们使用斜面推物体时，虽然省了力但费了距离。如图中 S=10mh=4m。不管我们使用斜面做了多少功，我们的目的只是把物体提到离地面一定高度的地方。所以我们做的有用功实际上就是克服物体重力向上提的力和物体被提高高度的乘积，即 W有用=G物h物。因物体和斜面之间有磨擦，我们在推物体过程中还要克服摩擦力做100J 的功。这个功不是我们所想要的，因此我们叫它额外功。额外功等于物体与斜面之间的摩擦力与在斜面上移动的距离 L 的乘积，即=L。推力 F 和物体在斜面上通过的距离 S 的乘积就是总功了。即 W总=F推S斜面长。有用功加上额外功等于总功，即 W总=W有用+W额外。一般
8、我们用 L 表示斜面的长，h 表示斜面的高，f 表示物体与斜面之间的摩擦力，G 表示物重，F 表示沿斜面向上推（拉）物体的力。则机械效率=。此题中，已知斜面的长 L=10m，斜面的高 h=4m，物重 G=100N，W额外=100J。求 W有用、斜面机械效率、推力 F。正确解法：（1）W有用=G物h物=100N4m=400J；（2）W总=W有用+W额外=400J+100J=500J，=100%=80；（3）F推=50N。三、杠杆典型例题：例4用一个杠杆来提升重物。已知动力臂是阻力臂的3倍，物体重600N，手向下压杠杆的动力是210N，物体被提升20cm。求：（l）手压杠杆下降的高度；（2）人做了
9、多少总功；（3）人做了多少额外功；（4）杠杆的机械效率是多大。(难点突破：根据动力臂是阻力臂的3倍，可知动力移动距离是物体上升高度的3倍，即S=20cm3=60cm=。我们的目的是把重物提升20cm，因此，和使用竖直滑轮、斜面提升重物一样，我们做的有作功应是克服物体重力做的功，即 W有用=G物h物。人做的总功等于手向下压杠杆的动力乘以动力移动的距离，即 W总=FS。额外功等于总功减去有用功（W额外=W总W有用），所以要先求有用功。杠杆机械效率等于有用功除以总功，即=100=100。通过读题，我们可以知道，S动力移动=，G物=600N,F动力=210N,h物=20cm.我们要求：手压杠杆下降的高
10、度 S动力移动、人做的总功 W总、人做的额外功 W额外、杠杆的机械效率。正确解法：（1）物体上升高度 h=20cm=，动力移动距离：S动力移动=3h=3=；（2）人做的总功：W总=FS=210N=126J；（3）W有用=G物h物=600N=120J，W额=W总-W额=126J-120J=6J；（4）=100=100=%。四、组合机械典型例题：.例5（2010兰州33题）如图所示，物重 G 为2000N，斜面长5m，高3m，斜面和滑轮组装置的总机械效率为80%，若将重物沿斜面以02m/s 的速度拉上来，求：（1）所需拉力 F 是多少 （2）机械的总功率是多少 难点突破：此题是把斜面与滑轮组组成新的机械，很多学生看到这样的题头都“炸”了。不过如果同学们掌握了方法，还是不难的哟。我们可以把斜面和滑轮组两种简单机械组成的新装置看成一个机械。比如题中告诉了G=2000N，h物=3m,装置总的机械效率为80%，我们可以根据=，求出总功 W总=。再根据滑轮组中动滑轮上绳子的段数（n=3），我们可以求出绳子自由端移动的距离 S 和移动的速度 V。题中告诉我们 G物=2000N，h物=3m,总=80%，V物=02m/s，n=3。结合图，我们可以轻易求出 S绳=3S物=3L斜面长=35m=15m，V绳=3V物=302m/s=m/s。正确解法：（1）由=得，W总=7500J，F=500N