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第九章
機(jī)械和功
第五節(jié)
探究使用機(jī)械是否省功
省力
省距離
省力
改變力的方向
這些機(jī)械能省功嗎？
工作任務(wù)：把重為10N的物體提升1m高
方法一：不用機(jī)械，直接用手完成
W手＝Gh=10J
方法二：使用定滑輪來(lái)完成
W定＝Fs
F
=G
s
=h
＝Gh=10J
方法三：使用動(dòng)滑輪來(lái)完成
F
s
=2h=2m
W動(dòng)＝Fs＝5N×2m=10J
方法四：使用杠桿來(lái)完成
F
s
一、功的原理
使用任何機(jī)械都不省功
W機(jī)＝W手
繩重
摩擦
繩重
摩擦
動(dòng)滑輪重
摩擦
杠桿自重
W機(jī)＞W(wǎng)手
二、機(jī)械效率
額外功
有用功
總功
有用功：直接對(duì)物體所做的功。
額外功：不可避免的對(duì)機(jī)械本身
和克服摩擦等因素做的功。
總功：有用功和額外功的總和
W總＝W有用＋W額外。
機(jī)械效率：有用功跟總功的比值
⑴
η＜1
⑵
η無(wú)單位
⑶
η與功率無(wú)聯(lián)系
η讀“伊塔”
有用功：對(duì)水桶做的功
額外功：克服定滑輪軸摩擦做的功
總功：人做的功
三、豎著安裝的滑輪組(不計(jì)繩重和摩擦)
⑴
⑵
⑶
⑷
⑸
⑹
豎著安裝的滑輪組的機(jī)械效率跟________有關(guān)，跟_________、______和_______
有關(guān)。_____越大，機(jī)械效率越高；_________________________越大，機(jī)械效
率越低。
物重
動(dòng)滑輪重
繩重
摩擦
物重
動(dòng)滑輪重、繩重和摩擦
例1、如圖所示，用滑輪組提升重物時(shí)，將500N的物體在10s內(nèi)勻速
提升
2m,已知?jiǎng)踊喼貫?00N(不計(jì)繩重和摩擦)，則提升重物過(guò)程中（
）
A、滑輪組對(duì)重物做功1000J
B、繩子自由端拉力F的功率為60W
C、滑輪組的機(jī)械效率為55.6%
D、提升重物變成400N時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率變小
已知：
G＝500N
t＝10s
h＝2m
G動(dòng)＝100N
用同一個(gè)滑輪組提不同的重物，所提重物越重，機(jī)械效率越高
用同一個(gè)滑輪組提不同的重物，所提的重物越重，滑輪組的機(jī)械效率越_____
結(jié)論一
高
相同的滑輪采用不同的繞法，提升相同的重物，機(jī)械效率相等
結(jié)論二
滑輪組的機(jī)械效率與繩子的繞法_______
無(wú)關(guān)
提升相同的重物，機(jī)械越簡(jiǎn)單，機(jī)械效率越________
結(jié)論三
高
BD
例2、（多選）小剛利用如圖甲所示的滑輪組及相關(guān)器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，
改變所掛物體重G，在繩自由端施加豎直向上的拉力F，使滑輪組勻
速提升重物升高相同的高度，拉力所做的總功為W，滑輪組的機(jī)械
效率為η
。不計(jì)繩重及摩擦，圖乙中關(guān)于物重G及對(duì)應(yīng)的W和η的
關(guān)系圖像，其中正確的是（
）
四、水平安裝的滑輪組(考慮了所有因素)
F物
f
F物=f
⑴
s物
s繩
F繩
⑵
⑶
⑷
n=3
s繩=ns物
v繩=nv物
已知：f=1200N，η＝80%,v物＝1m/s
解：⑴拉繩的速度
⑵因?yàn)?br/>⑶拉力的功率
直接用手提升重物做的功：W1＝Gh
五、斜面
G
G
h
F
⑴當(dāng)斜面無(wú)摩擦?xí)r，把物體推上去做的功：W2＝FL
根據(jù)功的原理有：W1＝W2
Gh＝FL
例：G＝240N，h=2，L=8m
F=60N
結(jié)論：使用斜面可以省力
斜面長(zhǎng)是高的幾倍，沿斜面的推力就是物
重的幾分之一
如果斜面有摩擦，
F
f
FL＞Gh
⑴有用功：
⑵總功：
⑶額外功：
⑷機(jī)械效率：
G
F
16
2
80%

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