1.4《人與機(jī)械》學(xué)案(魯科版必修2)

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1、 封面 1 / 6

2、 作者： PanHongliang 僅供個(gè)人學(xué)習(xí) 1.4《人與機(jī)械》學(xué)案 6 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 1．鞏固機(jī)械功的原理； 2．能熟練計(jì)算機(jī)械效率，并知道其代表的物理意義； 3．理解功率和機(jī)械效率是從不同方面反映機(jī)械性能的兩個(gè)物理量，它們之 2 / 6 間無必然的聯(lián)系；

3、 【學(xué)習(xí)重點(diǎn)】 能熟練計(jì)算機(jī)械效率，并知道其代表的物理意義； 【知識(shí)要點(diǎn)】 1. 功率與機(jī)械效率 (1) 有用功、額外功和總功： 利用機(jī)械工作時(shí)對(duì)人們有用的功叫有用功。對(duì)人們沒有用, 但又不得不做的 功叫做額外功 . 有用功與額外功的總和叫做總功 . (2) 機(jī)械效率： ①定義：有用功跟總功的比值叫機(jī)械效率 . ②物理意義：表示做功有效程度的物理量 , 效率越高 , 所做總功中有用功的比 例越大 . ③公式： η =×100% η =× 100% 注意：機(jī)械效率 η總小于 1. 機(jī)械效率的理解 1. 機(jī)械效率是反映

4、機(jī)械性能的物理量 . 使用機(jī)械做功時(shí) , 需要弄清哪部分功是需要而又必須做的功 , 哪部分功是不需要而又不得不做的功 . 我們把人們需要的、無論采取哪種方法都必須做的功叫有用功 . 雖不需要但又不得不做的功叫額外功 . 利用機(jī)械做功時(shí) , 不可避免地存在摩擦、機(jī)械自重等方面的原因 , 因此額外 功是不可避免的 . 在使用不同的機(jī)械做相同的有用功時(shí) , 我們希望額外功越少越 好 , 有用功與總功越接近越好 . 為了反映不同機(jī)械的這種差別 , 通常用有用功占總功的百分比表示 . 當(dāng)這個(gè)百分比越大 , 這個(gè)機(jī)械的性能越好 . 在物理學(xué)中 , 用機(jī)械 效率來表示 . 2. 有

5、用功跟總功的比值叫機(jī)械效率 . 則 η=. 在理解上還需要注意： (1) 任何機(jī)械的機(jī)械效率總小于 1. 因?yàn)橛杏霉偸切∮诳偣Α? (2) 機(jī)械效率沒有單位 , 一般用百分比來表示。 (3) 機(jī)械效率由有用功和總功兩個(gè)因素決定 . 當(dāng)總功一定時(shí) , 機(jī)械所做的有用功越多或額外功越少 , 機(jī)械效率就越高 . 當(dāng)有用功一定時(shí) , 機(jī)械所做的總功越少或額外功越少 , 機(jī)械效率就越高 . 當(dāng)額外功一定時(shí) , 機(jī)械所做的總功越多或有用功越多 , 有用功在總功中所占的比例就越大 , 機(jī)械效率就越高 . 所以 , 在分析機(jī)械效率的高低時(shí) , 不能只看一個(gè)因素

6、 , 要全面進(jìn)行分析 . (4) 提高機(jī)械效率的辦法： 通常是減少額外功； 在無法減少額外功的情況下 , 采用增大有用功來提高機(jī)械效率 . 例如 , 在用滑輪組提高重物時(shí)： η ==, 為提高機(jī)械效率可以采取增加提升物的辦法來實(shí)現(xiàn) . 2. 機(jī)械的使用 【典型例題】 【例 1】如圖所示 , 電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)卷筒 , 通過卷繩及動(dòng)滑輪將重物勻速拉上斜面頂端 , 已知重物重 19600 N,斜面高與斜面長的比 h/ L=1/2, 重物沿斜面向上勻速運(yùn)動(dòng)的速度為 1.5 m/s. 試求： (1) 斜面、滑輪為理想機(jī)械時(shí) , 電動(dòng)機(jī)的輸出功率和繩的拉力。

7、 (2) 若滑輪的效率 η1=90%,斜面的效率 η 2=70%,則以同樣速度拉動(dòng)重物 , 電動(dòng)機(jī)的功率 P 和繩的拉力 F 各等于多少？ 3 / 6 解讀： (1) 重物升高 h, 沿斜面滑行距離為 L, 繩拉上的長度為 2L, 速度 v=, 因此有用功 W有 =Gh或 W有 =2FL, 總功 W總 =Pt, 根據(jù)功的原理 Pt=Gh=G. 所以 P=G=14700 W 又 2FL=Gh, F=,, 所以 F==4900 N. (2) 對(duì)實(shí)際機(jī)械組合來說 , 有用功為 W 有 =Gh, 對(duì)斜面輸入的功即總功來說 , 根據(jù)功的原理為

8、W總′= 對(duì)滑輪來說有用功即為對(duì)斜面的輸入功 W有′= 輸入滑輪的功 , 也就是動(dòng)力功 , 為整個(gè)機(jī)械組合的總功 W總 =P′ t , 根據(jù)功的原理又為 W總 =W有 ′/ η1= 所以 P′t =, P′= 因?yàn)?h=, 代入上式 P′===23300 W 根據(jù)功的原理有 F·2L= F==7780 N. 點(diǎn)評(píng)：機(jī)械效率是表示做功有效程度的物理量 , 效率越高 , 所做總功中有用功的比例越大 . η=×100%,η=× 100% W總 =W有 +W額 , η總小于 1. 【達(dá)標(biāo)訓(xùn)練】 1. 關(guān)于機(jī)械效率 , 下列說法正

9、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 2.4 個(gè)同學(xué)測(cè)定滑輪組的機(jī)械效率時(shí) , 得出下面 4 個(gè)數(shù)據(jù) , 其中哪一個(gè)數(shù)據(jù)肯定是錯(cuò)誤的 B.75% 3. 分別用一個(gè)定滑輪和一個(gè)動(dòng)滑輪將兩個(gè)相同的重物提高相同高度 , 則 A. 定滑輪的總功一定大于動(dòng)滑輪的總功 B. 定滑輪的有用功一定大于動(dòng)滑輪的有用功 C.定滑輪的有用功一定小于動(dòng)滑輪的有用功 D.定滑輪的有用功一定等于動(dòng)滑輪的有用功

10、 4. 關(guān)于功率 , 下列說法中正確的是 A. 機(jī)器的功率越大 , 做的功就越多 B. 機(jī)械效率越高 , 機(jī)械的功率就越大C.功率表示做功的快慢程度 D.使用省力的機(jī)械 , 可以提高機(jī)械做功的功率 5. 兩臺(tái)機(jī)械所做的總功之比為 2∶1, 它們的機(jī)械效率之比為 3∶4, 則它們所做的有用功之比為 A.2 ∶1B.3 ∶4 4 / 6 C.8∶3D.3∶2 6. 有兩個(gè)人利用斜面共同將木箱拉上汽車 , 為了提高斜面的機(jī)械效率 , 下列做法中可取的是 A. 以較快的速度將木箱勻速拉上汽車 B. 以較慢的速度將木箱勻速拉上汽車C

11、.改由一個(gè)人勻速將木箱拉上汽車 D.板長不變 , 改用光滑的斜面板將木箱勻速拉上車 答案： 1. 解讀：機(jī)械效率的高低是由有用功、總功兩個(gè)因素決定的 , 若只分析一個(gè)因素的大小 , 不能判斷機(jī)械效率高低 . 選項(xiàng) A、B 要在總功一定的前提條件下 , 才是正確的 . 選項(xiàng) C 要在有用功或額外功一定的前提條件下 , 才是正確的 . 選項(xiàng) A、B、C只說出影響機(jī)械效率高低的一個(gè)因素 , 因此無法確定機(jī)械效率的高低 . 答案 :D 2、C 3、D 4、C 5、C 6、D 【反思】 收 獲 疑 問 版權(quán)申明 本文部分內(nèi)容，包括文字、圖片

12、、以及設(shè)計(jì)等在網(wǎng)上搜集整理。 版權(quán)為潘宏亮個(gè)人所有 This article includes some parts, including text, pictures, and design. Copyright is Pan Hongliang's personal ownership. 用戶可將本文的內(nèi)容或服務(wù)用于個(gè)人學(xué)習(xí)、 研究或欣賞，以及其 他非商業(yè)性或非盈利性用途， 但同時(shí)應(yīng)遵守著作權(quán)法及其他相關(guān)法律 的規(guī)定，不得侵犯本網(wǎng)站及相關(guān)權(quán)利人的合法權(quán)利。除此以外，將本 文任何內(nèi)容或服務(wù)用于其他用途時(shí)， 須征得本人及相

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