机械效率专题训练
世德中学九年级物理复习题1-----功和机械效率
1、在图6的四种情境中，人对物体做功的是（）
A．提着水桶在水平地面上匀速前进 B．扛着米袋慢慢爬上楼梯
C．用力推汽车，汽车没动 D．举着杠铃原地不动
2、下列那种情况做了功？（）
A.依靠惯性在光滑水平面上运动的小车
B.举重运动员举着杠铃静止不动
C.某人提着水桶在水平路上行走
D.登山运动员登山
3、某人用50N的力，将重30N的铅球抛到7m远处，这个人对铅球做的功是（）
A.350J
B.210J
C.0
D.无法确定
4、一个同学用50N的水平方向的力，将一只重5N的足球沿水平方向踢出去，足球在地上滚动了30m才停下，在球滚动的过程中，脚对足球做的功是（）
A.5J
B.1500J
C.150J
D.0
5、一个工人用100的水平拉力将300的木箱在水平地面上匀速拉动了10m，然后有扛着木箱在水平路面上走了10m，随后扛着木箱登上了3m高的二楼，问整个过程中工人对木箱做了多少功？
6、图中是一个两面光滑的斜面，∠β大于∠α，同一个物体分别在AC和BC斜面受拉力匀速运动到C点，所需拉力分别为F A、F B，所做功分别为W A、W B，则：（）
A、F A＝F B，W A＝W B
B、F A＜F B，W A＝W B
C、F A＜F B，W A＜W B
D、F A＞F B，W A＞W B
7、如图所示，工人用250N的力将重400N的物体匀速提升2m，
在此过程中滑轮组的机械效率和所做的额外功分别为（）
A．80% 800J B．80% 1000J
C．62.5% 200J D．80% 200J
8、如图所示，一瀑布的落差（瀑布顶端和底端的高度差）约为100m。在0.1s 内有18kg的水流过瀑布顶端，经过4.5s落到瀑布底端。质量为18kg的这些水从顶端落到底端的过程中，重力的功率约为（）
A.4×102W
B.4×103W
C.1.8×104W
D.1.8×105W
9、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滑轮组。某次将总重G为4000 N的砖块匀速吊运到高为10 m的楼上，用时40 s，卷扬机提供的拉力F为2500 N。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。
10、如图21所示，在“测滑轮组机械效率”实验中，物体重为5.4N。
（1）实验时要竖直向上且＿＿＿＿拉动弹簧测力计。若物体上升高
度为10cm，此时弹簧测力计的示数如图中所示，是＿＿＿＿＿N，则滑轮
组的机械效率是＿＿＿＿＿。
（2）若仅增加物体的重，该滑轮组的机械效率将＿＿＿＿（选填“增
大”、“减小”或“不变”）。（不计摩擦）
11、如图所示，小王用两个相同的滑轮组（摩擦不计），分别将重力不同
的两个物体匀速提高到相同高度，其中G l> G2，则所用的拉力F1
F2（选填“＞”、“＜”或“=”），其机械教率η1η2填“＞”、“＜”
或“=’）
12、在湛江港码头，小华看到工人利用斜面把货物推到车上，联想
到上物理课时老师讲过的知识，小华想探究斜面的机械效率可能与
哪些因素有关？小华提出了以下的猜想：
A．斜面的机械效率可能与物体的重力有关．
B．斜面的机械效率可能与斜面的倾斜程度有关．
小华同学为了证实自己的猜想是否正确，于是他用同一块木板组成如图12所
实验次数斜面倾
角θ
物块重量
G/N
斜面高度
h/m
沿斜面拉
力F/N
斜面长
S/m
有用功
W有/J
总功
W总/J
斜面的机
械效率
①300 5.0 0.6 4.2 1.2 3.0 5.0
②300 3.0 0.6 2.5 1.2 1.8 60%
③450 3.0 0.8 2.8 1.2 2.4 3.4 71% （1）在实验操作过程中，应沿斜面向上________拉动木块；实验时要使木板的倾斜角变大，应该把木板下面的木块向_________移动（填“左”或“右”）．
（2）根据表格中数据，第①次实验斜面的机械效率为_______%，第②次实验中总功为______J．（3）通过对比实验①、②数据，可验证小华的猜想_________（填写字母）；通过对比实验②、③数据，可以得出的探究结论是：__________________________．
（4）此实验主要用到的研究方法是__________．
图12
（5）除了小华的猜想以外，请你猜想斜面的机械效率还可能与______（写出一个）有关．13、小华和他的兴趣小组利用如下图所示的滑轮组进行实验，人以600N的力向下拉绕在滑轮组上的绳子的一端，10秒钟绳子下端移动了1.5m，重物上升0.5m，已知该滑轮组的效率为70％（g取10N/kg）。
（1）画出小华兴趣小组所用滑轮组的绕线情况。
（2）人的拉力做功的功率是多少？
（3）被吊起重物的质量是多少？
14、如下图所示重为500N的物体A与地面间的摩擦力为150N， F
为使物体匀速移动，必须在绳子自由端加上60N的水平拉力，则
此滑轮组的机械效率为；若物体移动的速度为0.2 m/s，
则在1min内拉力做的功为J。
15、如图12，重为3.2×104N的卡车，经过一段水平路面，再以9.6×104W的功率沿与水平地面成30°角的斜坡匀速向上爬行．已知车轮与地面接触的总面积为0.5m2，斜坡的机械效率为80%．求卡车：
(1)对水平路面的压强；
（2）爬坡时的牵引力；
（3）爬坡时的速度．
16、如图1所示，物体置于水平桌面上，不计滑轮重和绳与滑轮的摩擦，水平拉力F＝5N，物体以V＝0.2m/s的速度匀速运动了8s，则物体受到桌面的摩擦力为N，拉力做的功为J，拉力做功的功率为W。
17、如上图2所示，水平地面上的重物G＝200N，通过滑轮组用30N的力F拉着沿水平地面匀速向左运动了5s，物体运动的速度为0.4m/s。
求：①拉力所做的功
②拉力做功的功率
F F
图1 图2
18、一个同学一正常速度从一楼等上三楼的功率大约是（）
A、25W
B、250W
C、2.5W
D、2500W
30°
图12
19、在中考体育测试的跳绳项目中，某位同学取得了每分钟跳150次的好成绩。假如他每跳一次的时间相等，每次跳离地面的平均高度为6cm，则他跳绳时的功率最接近于（）
A、7.5W
B、750W
C、75W
D、7500W
20、在平直公路上以正常速度匀速行驶的自行车，所受的阻力为人和车重的0.02倍，则人骑车的功率最接近于（）
A、1W
B、10W
C、100W
D、1000W
21、一辆车子在上坡的过程中，对于它的各种能量的变化，下面几种说法中，肯定正确的是（）
A、它的动能不断减小
B、它的重力势能不断增大
C、它的机械能不断增大
D、它的重力势能的增加等于动能的减小
22、一个物体受到一对平衡力的作用，那么（）
A、物体的动能一定不变
B、物体的重力势能一定不变
C、物体的机械能一定不变
D、以上说法都正确
23、飞机在高空中匀速水平飞行，同时空投救灾物品，在空投救灾物品前后，飞机的动能、重力势能和机械能的变化情况是（）
A、动能不变，重力势能不变，机械能也不变
B、动能不变，重力势能变小，机械能变小
C、动能变小，重力势能变小，机械能也变小
D、动能变小，重力势能不变，机械能变小
24、一辆洒水车在平直的公路上边匀速行驶边洒水，则洒水车的能量的变化情况是（）
A、动能不变，重力势能不变，机械能也不变
B、动能不变，重力势能变小，机械能变小
C、动能变小，重力势能变小，机械能也变小
D、动能变小，重力势能不变，机械能变小
25、如下图1所示，同一物体分别沿光滑斜面OA、OB、OC从O点由静止开始滑至底端，它滑到底的速度大小分别为V A、VB、VC，则（）
A、V A＞V B＞V C
B、V A＜V B＜V C
C、V A＝V B＝V C
D、无法确定
O
A B C
26、如下图所示，同一木块沿AB、AD、AD三个光滑的斜面（高度相同）滑下，不考虑空气阻力，滑至底部时，动能最大的是（）
A A A
B C D A、沿AB滑下时B、沿AC滑下时C、沿AD滑下时D、三次动能一样大
机械优化设计实例(人字架优化)讲课教案
人字架的优化设计 一、问题描述 如图1所示的人字架由两个钢管组成，其顶点受外力2F=3×105N 。已知人字架跨度2B=152 cm,钢管壁厚T=0.25cm,钢管材料的弹性模量E=2.15 10? MPa ，材料密度p=7．8×103 kg ／m ，许用压应力δy =420 MPa 。求钢管压应力δ不超过许用压应力 δy 和失稳临界应力 δc 的条件下，人字架的高h 和钢管平均直径D 使钢管总质量m 为最小。 二、分析 设计变量：平均直径D 、高度h 三、数学建模 所设计的空心传动轴应满足以下条件： （1） 强度约束条件 即 δ≤?? ????y δ 经整理得 ( ) []y hTD h B F δπ≤+2 122 （2） 稳定性约束条件： []c δδ≤ ( ) ( ) ( ) 2 22 222 122 8h B D T E hTD h B F ++≤+ππ （3）取值范围：
12010≤≤D 1000200≤≤h 则目标函数为：()22 13 57760010 5224.122min x x x f +?=- 约束条件为：0420577600106)(2 12 2 41≤-+?=x Tx x X g π () 057760025.63272.259078577600106)(2 2 212 12 2 42≤++-+?= X x x x Tx x g π010)(13≤-=x X g 0120)(14≤-=x X g 0200)(25≤-=x X g 01000)(26≤-=x X g 四、优化方法、编程及结果分析 1优化方法 综合上述分析可得优化数学模型为：()T x x X 21,=；)(min x f ；()0..≤x g t s i 。 考察该模型，它是一个具有2个设计变量，6个约束条件的有约束非线性的单目标最优化问题，属于小型优化设计，故采用SUMT 惩罚函数内点法求解。 2方法原理 内点惩罚函数法简称内点法，这种方法将新目标函数定义于可行域内，序列迭代点在可行域内逐步逼近约束边界上的最优点。内点法只能用来求解具有不等式约束的优化问题。 对于只具有不等式约束的优化问题
机械效率实验题典型例题
机械效率实验题典型例题 1. 用一个定滑轮和一个动滑轮组成滑轮组有两种绕线方法。 小杰和小华 各选取一种方法做实验。 (1) 小杰采用了如图23甲所示的绕线方法组装滑轮组。 他通过滑轮组 用3N 的拉 力F 将重4.8N 的物体匀速提升了 0.1m 的距离，此滑 轮组的机械效率为 。 (2) 小华采用了另一种绕线方法组装滑轮组，请帮助小华在图 中画出滑轮组的绕线 'On 图23 甲 图15 乙 2. 图15甲是小刚测量滑轮组机械效率的示意图。实验时，他用弹簧测 力计拉动绳子自 由端，将总重为 6N 的钩码从A 位置匀速提升到B 位 置，同时弹簧测力计从图中的 A ，位置匀速竖直上升到 B ，位置，在 这个过程中，弹簧测力计对绳的拉力为 F ，弹簧测力计的示数如图15 乙所示。则: (1) _____________________________ 钩码上升的高度是 cm ； (2) ___________________________ 拉力F 做的功是 J ; (3) ____________________________ 滑轮组机械效率是 %。(结果保留一位小 数) 3?小刚同学测滑轮组机械效率时所用的实验装置如图 23所示 (1) 表中第1次实验数据有错误，改正后计算出其机械效率为 _ (2) _______________________________________ 根据另一组正确的 数据计算出的机械效率为 __________________________________ ;比较两次的机 实 物 I 物体上 拉 绳自由端 验次 重 升高度h/m 力F/N 上升距离s/m 械效率可以得出的结论是： _________________________ n 22乙 甲
探究滑轮组的机械效率 实验报告
探究滑轮组的机械效率 一、实验目的： １、会测量滑轮组的机械效率。 ２、会处理实验数据，并根据实验数据发现新的问题。 二、实验原理： ∵ Ｗ有用＝Ｇh ， Ｗ总＝Ｆｓ，s=nh (其中，G 表示物重，F 表示弹簧测 力计的拉力，s 表示弹簧测力计移动的距离，h 表示重物上升的距离h ，n 表示承载物体的绳子的股数) ∴ 三、所测物理量： 必须测量：物重G 、拉力F 、 [假设为0.1m 、弹簧测力计移动的距离S=nh=0.1n （m ）] 重物上升的距离h 和弹簧测力计移动的距离S 这两个物理量可以不测量 四、实验器材：钩码、滑轮组、铁架台、细线、弹簧测力计、刻度尺。 五、实验步骤： １．用所给器材组装如图１所示滑轮组。 ２．将钩码挂在滑轮组下方，记录下所挂钩码的重力，用弹簧测力计竖直拉住绳子自由端。 3．用弹簧测力计匀速拉动绳子自由端，使物体匀速上升一段距离，记录弹簧测力计的读数，并记录物体上升后所达到的末位置以及绳子自由端上升到的末位置。 4．根据测量数据，分别计算出钩码上升的距离ｈ和绳子自由端移动的距离ｓ，然后根据Ｗ有用＝Ｇｈ和Ｗ总＝Ｆｓ计算出有用功和总功， 按 计算该滑轮组的机械效率。 图１ 图2 图3 图4
5．改变所挂钩码的重力，重复以上实验步骤。 6.钩码重力不变，承载滑轮组重复上述实验步骤。 注意：实验过程中应匀速竖直拉动测力计 实验表格： 六、交流与总结： 1.相同滑轮组的机械效率是否相同？ 不一定相同，用同一滑轮组提升钩码，所挂钩码质量大时比挂钩码质量小时机械效率大。 2.不同滑轮组的机械效率是否相同？ 不一定相同，挂钩码相同时，动滑轮质量大的滑轮组的机械效率比动滑轮质量小的滑轮组的机械效率低。 3.物体上升越高机械效率越大对不对？ 因为S绳=nh物，所以h增大几倍，W有和W总也同时增大几倍，两者的比值η不变，所以机械效率的大小与重物上升的高度无关 4.越省力的机械，其机械效率越高对不对？ 越省力的机械，动滑轮质量越大，机械做的额外功越多，有用功在总功中占的比例越小，机械效率也小。无关 七、实验结论： 1、滑轮组机械效率与物体重力和动滑轮的个数有关, 2、同一滑轮组，提起的物重越重，滑轮组的机械效率越高 3、不同的滑轮组机械效率不同，且在物重相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低
机械优化设计课程教学大纲知识分享
《机械优化设计》课程教学大纲 一．课程基本信息 开课单位：机械工程学院 英文名称：Mechanical Optimize Design 学时：总计48学时，其中理论授课36学时，实验（含上机）12学时 学分：3.0学分 面向对象：机械设计制造及其自动化，机械电子工程等本科专业 先修课程：高等数学，线性代数，计算机程序设计，工程力学，机械原理，机械设计 教材：《机械优化设计》，孙靖民主编，机械工业出版社，2012年第 5版 主要教学参考书目或资料： 1.《机械优化设计》，陈立周主编，上海科技出版社，1982年 2.《机械优化设计基础》，高健主编，机械工业出版社，2000年 3. 其它教学参考数目在课程教学工作实施前另行确定 二．教学目的和任务 优化设计是60年代以来发展起来的一门新学科，它是将最优化方法和计算机技术结合、应用于设计领域而产生的一种现代设计方法。利用优化设计方法可以从众多的设计方案中寻找最佳方案，加快设计过程，缩短设计周期，从而大大提高设计效率和质量。优化设计方法目前已经在机械工程、结构工程、控制工程、交通工程和经济管理等领域得到广泛应用。在机械设计中采用最优化方法，可以加速产品的研发过程，提高产品质量，降低成本，从而达到增加经济效益的目的。学生通过学习《机械优化设计》课程，可以掌握优化设计的基本原理和方法，熟悉建立最优化问题数学模型的基本过程，初步具备对工程中的优化设计问题进行建模、编程和计算的应用能力，为以后从事有关的工程技术工作和科学研究工作打下一定的基础。 三．教学目标与要求 本门课程通过授课、计算机编程等教学环节，使学生了解优化设计的基本思想，优化设计在机械中的作用及其发展概况。初步掌握建立数学模型的方法，掌握优化方法和使用MATLAB优化工具箱能力。并具备一定的将机械工程问题转化为最优化问题并求解的应用能力 四．教学内容、学时分配及其基本要求 第一章优化设计概述（2学时） （一）教学内容 1、课程的性质、优化的含义；优化方法的发展与应用；机械优化设计的内容及目的；机械优化设计的一般过程 2、机械优化设计的基本概念和基本术语；优化设计的数学模型；优化问题的几何描述；优化设计的基本方法 （二）基本要求 机械优化设计的内容及目的。明确优化的含义、任务，性质、内容、明确本课程的研究对象、、1． 2、了解机械忧化设计的一般过程（步骤）。 3、掌握设计变量、目标函数、约束条件以及优化设计数学模型的一般形式。 第二章优化方法的数学基础（6学时） （一）教学内容 1、函数的梯度与二阶导数
2019中考物理 知识点全突破系列 专题67 机械效率的测量实验(含解析)
机械效率的测量实验 一、实验探究题 1.在穗港码头，小华看到工人利用斜面把货物推到车上，联想到上物理课时老师讲过的知识，小华想探究斜面的机械效率可能与哪些因素有关？小华提出了以下的猜想： A．斜面的机械效率可能与放在斜面上的物体的重力有关。 B．斜面的机械效率可能与斜面的倾斜程度有关。 小华同学为了证实自己的猜想是否正确，于是他用同一块木板组成如图所示的装置进行了实验探究，并记录实验数据如下表： （1）在实验操作过程中，应沿斜面向上________拉动木块。 （2）根据表格中数据可以算出，第1次实验斜面的机械效率为________；第2次实验中总功为________J。（3）要验证小华的猜想A，必须对比第________（填序号）组实验数据，并得出结论：斜面的机械效率与放在斜面上的物体的重力________关（选填“有”或“无”）。 （4）要验证小华的猜想B，必须对比第________（填序号）组实验数据，并得出结论：其他条件相同时，斜面倾斜角θ越________（选填“大”或“小”），斜面越省力，斜面的机械效率越________（选填“高”或“低”）。 （5）除了小华的猜想以外，请你猜想斜面的机械效率还可能与________（写出一个）有关。 2.小明同学在做“测定滑轮组机械效率”的实验中。 （1）实验中应竖直方向________拉动弹簧测力计，为了能准确测量绳子自由端的拉力F，应该在弹簧测力计________（填“缓慢匀速提升”或“静止”）时读数。 （2）小明同学实验时，记录的数据在表格中，请认真填写所缺少的部分________ （3）根据表中数据，在如图1中画出小明同学实验时滑轮组的连接装置图。 （4）同学小丽观察并分析了小明的实验后，认为小明的实验中，可少用一种测量工具，也能测出滑轮组的机械效率。 答：去掉________；此时滑轮组的机械效率的表达式为________ （依据实验装置图和所测物理量）。（5）小华在小明实验的基础上多使用一个滑轮也做了实验（滑轮的规格相同），如图2所示。 ①小华多使用一个滑轮，目的是为了改变________。
[机械制造行业]物理实验探究专题滑轮组机械效率
（机械制造行业）物理实验探究专题滑轮组机械效 率
专题14：测滑轮组的机械效率 1、某实验小组在“测滑轮组的机械效率”的实验中得到的数据如表所示，第1、 2、3次实验装置如图中的甲、乙、丙所示。 （1）、请计算出后两次的机械效率，并填入表格中； (2)、比较1、2两次实验，可得的结论：_______________________________________ (3)、比较2、3两次实验，可得的结论：_______________________________________ 次数钩码重 G/N 钩码上升 高度h/m 测力计的 示数F/N 测力计移 动距离 s/m 机械效率 η/％ 1 2 0.1 0.9 0.3 74.1 2 4 0.1 1.6 0.3 3 4 0.1 1.1 0.5 2、小明在“测滑轮组机械效率”的实验中，用如图甲所示的滑轮组进行了三次实验，数据如下表： ①表中有一个数据的记录是错误的，错误的数据是______ ②3次实验中滑轮组的机械效率是_______ ③本次实验得到的结论是：___________________________________ 实验次数物重 G/N 物体上升的高度 h/cm 测力计的示数F/N 测力计移动的距离 s/cm 1 6 3 2.5 9
2 6 5 2.5 18 3 6 8 2.5 24 （2）小红在小明实验的基础上利用图乙也做了实验， ①小红的做法是为了控究_________________________ ②当这两位同学使用各自的滑轮组提升相同的重物时，若忽略绳重及摩擦，它们的机械效率_______（选填“相同”或“不相同”），理由是：_____ ________________________________________________. 得到的结论是：___________________________ _______. （3）小军也用如图甲所示的滑轮组进行了三次实验，实验数据如下表： 物理量控制因素物重 G/N 绳端拉力 F/N 机械效率η /％ 较小提升速度10 4.2 79.4 中等提升速度10 4.2 79.4 较大提升速度10 4.2 79.4 在小军的实验中，你得到的结论是：________________________________________。 3、在“测滑轮组机械效率”的实验中，小强按正确方法操作，如图是他实验中的情景，下表是他记录的一组数据。 （1）由表中数据可计算出，滑轮组对钩码做的有用功为_______J,人做的总功为______J。钩码总重G(N) 钩码上升高度h(m) 测力计拉力F(N) 测力计移动距离 s(m) 5 0.05 1.4 0.15 （2）对以上两个计算结果进行比较，其不合理之处是____________；结合测力计放大图，可
机械化专业教学纲要
机械化专业教学纲要 目录 《画法几何及机械制图》课程教学纲要 (2) 《理论力学》课程教学纲要 (8) 《材料力学》课程教学纲要 (12) 《机械设计》课程教学纲要 (16) 《电路基础》课程教学纲要 (23) 《电子技术》课程教学纲要 (27) 《控制工程》课程教学纲要 (32) 《金属工艺学》课程教学纲要 (35) 《计算机辅助设计》双语教学课程纲要 (38) 《微机原理与接口技术》课程教学纲要 (42) 《机电传动与控制》课程教学纲要 (46) 《可编程控制器》课程教学纲要 (52) 《机械制造工艺学》课程教学纲要 (56) 《传感器与测试技术基础》课程教学纲要 (61) 《液压与气压传动》课程课程教学纲要 (64) 《数控技术》课程教学纲要 (68) 《机械制造装备设计》课程教学纲要 (73) 《计算机控制技术》课程教学纲要 (76) 《机械优化设计》课程教学纲要 (79) 《数控编程》课程教学纲要（双语） (82) 《CAPP》课程教学纲要 (84) 《先进制造技术及应用》课程教学纲要 (88) 《现场总线技术》教学纲要 (93) 《CAXA》课程教学纲要 (95)
《电子CAD》课程教学纲要（双语） (97) 《机电一体化控制技术与系统》教学纲要 (101) 《工程概论》课程教学纲要 (105) 《实用软件》课程教学纲要（双语） (107) 《画法几何及机械制图》课程教学纲要 一、课程概述 （一）课程学时与学分 课程归属代码：0601 开课专业：机械设计制造及自动化开课学期：第一、二学期课程学时：120学时（理论讲授学时：100学时；实验学时：28学时；课程讨论学时：4学时；课外实践学时：2学时）学分：6学分 （二）课程性质 本课程是机电一体化专业一门必修专业技术基础课。它研究解决空间几何问题以及用投影法绘制和阅读机械图样的理论和方法。 本大纲应侧重在视图理论、制图基础及机械图部分，授课以课堂教学为主，可采用先进的多媒体教学方式以提高教学效果。工业设计专业应加强轴测图理论及画法部分，以提高学生绘制三维图的能力。机电一体化学生要求能正确地绘制和阅读一般零件图和中等复杂程度的装配图，工业设计学生不仅要求能绘制和阅读一般零件图和一般装配图，而且要求能绘制一般零件和一般装配体的立体效果图。 本课程的主要任务： 1.学习正投影法的基本理论及应用； 2.培养绘制和阅读机械图样的能力； 3.培养空间几何问题的图解能力； 4.培养空间想象能力和空间分析能力； 5.对计算机绘图有初步了解； 6.培养耐心致的工作作风和严肃认真的工作态度。 （三）教学目的 学生学完本课程后，应达到如下要求： 1.掌握正投影的基本理论、方法和应用；了解轴测投影的基本知识，并掌握其基本画法。 2. 能作图解决空间定位问题和度量问题。 3. 能正确使用绘图工具和仪器，掌握用仪器和徒手绘图的技能。会查阅零件手册和国家标准。 4.能正确地绘制和阅读一般零件图和中等复杂程度的装配图。所绘图样应做到：投影正确，视图选择与配置恰当，尺寸完全，字体工整，图面整洁，符合机械制图国家标准。
(完整版)机械原理知识点归纳总结
第一章绪论 基本概念：机器、机构、机械、零件、构件、机架、原动件和从动件。 第二章平面机构的结构分析 机构运动简图的绘制、运动链成为机构的条件和机构的组成原理是本章学习的重点。 1. 机构运动简图的绘制 机构运动简图的绘制是本章的重点，也是一个难点。 为保证机构运动简图与实际机械有完全相同的结构和运动特性，对绘制好的简图需进一步检查与核对（运动副的性质和数目来检查）。 2. 运动链成为机构的条件 判断所设计的运动链能否成为机构，是本章的重点。 运动链成为机构的条件是：原动件数目等于运动链的自由度数目。 机构自由度的计算错误会导致对机构运动的可能性和确定性的错误判断，从而影响机械设计工作的正常进行。 机构自由度计算是本章学习的重点。 准确识别复合铰链、局部自由度和虚约束，并做出正确处理。 (1) 复合铰链 复合铰链是指两个以上的构件在同一处以转动副相联接时组成的运动副。 正确处理方法：k个在同一处形成复合铰链的构件，其转动副的数目应为(k-1)个。 (2) 局部自由度 局部自由度是机构中某些构件所具有的并不影响其他构件的运动的自由度。局部自由度常发生在为减小高副磨损而增加的滚子处。 正确处理方法：从机构自由度计算公式中将局部自由度减去，也可以将滚子及与滚子相连的构件固结为一体，预先将滚子除去不计，然后再利用公式计算自由度。 (3) 虚约束 虚约束是机构中所存在的不产生实际约束效果的重复约束。 正确处理方法：计算自由度时，首先将引入虚约束的构件及其运动副除去不计，然后用自由度公式进行计算。 虚约束都是在一定的几何条件下出现的，这些几何条件有些是暗含的，有些则是明确给定的。对于暗含的几何条件，需通过直观判断来识别虚约束；对于明确给定的几何条件，则需通过严格的几何证明才能识别。 3. 机构的组成原理与结构分析 机构的组成过程和机构的结构分析过程正好相反，前者是研究如何将若干个自由度为零的基本杆组依次联接到原动件和机架上，以组成新的机构，它为设计者进行机构创新设计提供了一条途径；后者是研究如何将现有机构依次拆成基本杆组、原动件及机架，以便对机构进行结构分类。 第三章平面机构的运动分析 1．基本概念：速度瞬心、绝对速度瞬心和相对速度瞬心（数目、位置的确定），以及“三心定理”。 2．瞬心法在简单机构运动分析上的应用。 3．同一构件上两点的速度之间及加速度之间矢量方程式、组成移动副两平面运动构件在瞬时重合点上速度之间和加速度的矢量方程式，在什么条件下，可用相对运动图解法求解？ 4．“速度影像”和“加速度影像”的应用条件。 5．构件的角速度和角加速度的大小和方向的确定以及构件上某点法向加速度的大小和方向的确定。 6．哥氏加速度出现的条件、大小的计算和方向的确定。 第四章平面机构的力分析 1．基本概念：“静力分析”、“动力分析”及“动态静力分析” 、“平衡力”或“平衡力矩”、“摩擦角”、“摩擦锥”、“当量摩擦系数”和“当量摩擦角”（引入的意义）、“摩擦圆”。 2．各种构件的惯性力的确定： ①作平面移动的构件； ②绕通过质心轴转动的构件；
《机械优化设计》复习题 答案
《机械优化设计》复习题解答 一、填空题 1、用最速下降法求f(X)=100(x 2- x 12) 2+(1- x 1) 2的最优解时，设X （0）＝[-0.5,0.5]T ，第一步迭代的搜索方向为 [-47,-50]T 。 2、机械优化设计采用数学规划法，其核心一是寻找搜索方向，二是计算最优步长。 3、当优化问题是凸规划的情况下，任何局部最优解就是全域最优解。 4、应用进退法来确定搜索区间时，最后得到的三点，即为搜索区间的始点、中间点和终点，它们的函数值形成 高－低－高 趋势。 5、包含n 个设计变量的优化问题，称为 n 维优化问题。 6、函数 C X B HX X T T ++2 1的梯度为B 。 7、设G 为n×n 对称正定矩阵，若n 维空间中有两个非零向量d 0，d 1，满足(d 0)T Gd 1=0，则d 0、d 1之间存在共轭关系。 8、 设计变量 、 目标函数 、 约束条件 是优化设计问题数学模型的基本要素。 9、对于无约束二元函数),(21x x f ，若在),(x 20100x x 点处取得极小值，其必要条件是 ，充分条件是 ( 正定 。 10、 K-T 条件可以叙述为在极值点处目标函数的梯度为起作用的各约束函数梯度的非负线性组合。 11、用黄金分割法求一元函数3610)(2+-=x x x f 的极小点，初始搜索区间]10,10[],[-=b a ，经第一次区间消去后得到的新区间为 [-2.36 10] 。 12、优化设计问题的数学模型的基本要素有设计变量、 目标函数 、 约束条件。 13、牛顿法的搜索方向d k = ，其计算量大 ，且要求初始点在极小点 附近 位 置。 14、将函数f(X)=x 12+x 22-x 1x 2-10x 1-4x 2+60表示成 C X B HX X T T ++2 1的形式 。 15、存在矩阵H ，向量 d 1，向量 d 2，当满足d 1T Hd 2=0，向量 d 1和向量 d 2是关于H 共轭。 16、采用外点法求解约束优化问题时，将约束优化问题转化为外点形式时引入的惩罚因子r 数列，具有单调递增特点。 17、采用数学规划法求解多元函数极值点时，根据迭代公式需要进行一维搜索，即求最 1k k H g --
机械效率实验题典型例题
机械效率实验题典型例题 1．用一个定滑轮和一个动滑轮组成滑轮组有两种绕线方法。小杰和小华 各选取一种方法做实验。 （1）小杰采用了如图23甲所示的绕线方法组装滑轮组。他通过滑轮组 用3N 的拉力F 将重4.8N 的物体匀速提升了0.1m 的距离，此滑轮组的机械效率为 。 （2 22乙 中画出滑轮组的绕线。 2．图15甲是小刚测量滑轮组机械效率的示意图。实验时，他用弹簧测 力计拉动绳子自由端，将总重为6N 的钩码从A 位置匀速提升到B 位 置，同时弹簧测力计从图中的A ＇位置匀速竖直上升到B ＇位置，在 这个过程中，弹簧测力计对绳的拉力为F ，弹簧测力计的示数如图15 乙所示。则： （1）钩码上升的高度是 cm ； （2）拉力F 做的功是 J ； （3）滑轮组机械效率是 %。（结果保留一位小数） 3．小刚同学测滑轮组机械效率时所用的实验装置如图23所示。 （1）表中第1次实验数据有错误，改正后计算出其机械效率为 。 （2）根据另一组正确的数据计算出的机械效率为 ；比较两次的机 图23 乙 甲 甲 图15 乙 0 N
（3）实验中拉动弹簧测力计时要注意 。 （4）小刚用弹簧测力计测力时发现示数有忽大忽小现象， 引起这种现象的原因是 造成的。为改变这种现 象，小刚让弹簧测力计静止下来读数，这样他测得的 机械效率将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。 （5）若将此滑轮组换一种绕绳方法，不计摩擦及绳重，滑 轮组的机械效率 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。 4．图19甲是小刚测动滑轮的机械效率的示 意图。他用弹簧测力计拉动绳子自由端， 将重为6N 钩码从A 位置匀速提升到B 位 置，同时弹簧测力计从图中的A ' 位置匀 速竖直上升到B ' 位置， 在这个过程中， 弹簧测力计对绳的拉力为F ，弹簧测力计 的示数如图18乙所示。则： (1) 弹簧测力计的示数是 N ； (2) 弹簧测力计移动的距离为 cm ； (3) 滑轮组做的有用功是 J 。 5．某学习小组要用实验研究被提升物体所受重力对滑轮组机械效率的影 响，他们用如图17所示的同一滑轮组进行了多组实验，通过实验得到了下表中的数据： 图18 甲 9 乙 0 N
专题15 测定滑轮组的机械效率-2019年中考物理必考22个实验考学练(解析版)
实验十五、测定滑轮组的机械效率实验 【实验目的】： 会测量滑轮组的机械效率。 【实验原理】： 【待测数据】： 物重G、拉力F、重物上升的距离h、弹簧测力计移动的距离S 【实验器材】： 钩码、滑轮组、铁架台、细线、弹簧测力计、刻度尺。 【实验步骤】： ①用所给器材组装如图１所示滑轮组。 ②将钩码挂在滑轮组下方，记录下所挂钩码的重力，用弹簧测力计竖直拉住绳子自由端。 ③将刻度尺放在如图所示的位置，分别记录下钩码和绳子自由端的起始位置。 ④用弹簧测力计匀速拉动绳子自由端，使物体匀速上升一段距离，记录弹簧测力计的读数，并记录物体上升后所达到的末位置以及绳子自由端上升到的末位置。 ⑤根据测量数据，分别计算出钩码上升的距离ｈ和绳子自由端移动的距离ｓ，然后根据Ｗ有用＝Ｇｈ和Ｗ总＝ Ｆｓ计算出有用功和总功，按η计算该滑轮组的机械销率。 ⑥改变所挂钩码的重力，重复以上实验步骤。
⑦钩码重力不变，改变动滑轮个数重复上述实验步骤。 【实验结论】： ①滑轮组机械效率与物体重力和动滑轮的个数有关； ②同一滑轮组，提起的物重越重，滑轮组的机械效率越高； ③不同的滑轮组机械效率不同，且在物重相同时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低【考点方向】： 1、步骤：必须匀速拉动弹簧测力计使钩码升高，目的：保证测力计示数大小不变。 2、结论：影响滑轮组机械效率高低的主要因素有： A动滑轮越重，个数越多则额外功相对就多。 B提升重物越重，做的有用功相对就多。 C 摩擦，若各种摩擦越大做的额外功就多。 3、同一滑轮组：绕线方法和重物提升高度不影响滑轮机械效率。 4、测量机械效率时为什么不能使弹簧测力计静止？机械效率会怎样？ 答：当弹簧测力计静止时，绳子和滑轮之间没有摩擦力，拉力示数会变小，用 功在总功中占的比例增大，滑轮组的机械效率偏大。 【经典例题】： 例题：（2018?钦州）下面是小明和小红的“测量滑轮组的机械效率”实验报告， 实验名称：测量滑轮组的机械效率
机械效率探究题
五、探究题 1、（2010济宁）某实验小组探究影响滑轮组机械效率的因素的实验装置如图7所示，实验数据如下表。若不计摩擦， 比较1和2两次的实验数据， 能够看出滑轮组的机械效率与 相关；比较1和3两次的实验 数据，能够看出滑轮组的机械效率与相关。 答案：动滑轮的个数（或动滑轮的总重）；提升的物重 ．(2010武汉) (5分)下图是小明同学斜面机械效率跟什么因素相关的实验装置。 实验次数斜面的 倾斜水准 物块重量 G/N 斜面高度 h/m 沿斜面拉力 F/N 斜面长 s/m 机械效率 1 较缓10 0.1 5.0 1 2 较陡10 0. 3 6.7 1 45％ 3 最陡10 0.5 8. 4 1 60％ ⑴小明探究的是斜面的机械效率跟的关系。在第1次实验中，斜面的机械效率为，物块和斜面的内能增加了约J。 ⑵分析表格中数据能够得出结论：在斜面粗糙水准相同时，斜面越陡，机械效率越。若要探究斜面机械效率跟斜面的粗糙水准的关系，应保持不变。 答案：⑴斜面的倾斜水准20％4 ⑵高斜面的倾斜水准 3．（2010莆田）(7分)为了探究斜面的机械效率与斜面的倾斜水准及物重的关系，小华在斜面上每次都匀速拉动物块(如图)‘实验数据记录如下： 实验次数斜面倾角θ物重G/N 物块上升 高度h/m 拉力F/N 移动距离 S/m 机械效率 η 1 300 5.0 0.25 3.4 0.50 73.5％ 2 400 5.0 0.35 4.2 0.50 83.8％ 3 50010.0 0.35 8. 4 0.50 (1)根据表中数据可求出第3次实验的有用功是______J，总功是______J，机械效率为_____。 (2)分析表中数据，能够得出的初步结论是：在其他条件不变的情况下，斜面倾角越大，所需的拉力越______，斜 面的机械效率越______，斜面的机械效率与物重_______ (填“相关”或“无关”)。 图7
测定滑轮组机械效率实验报告
初二物理 测定滑轮组机械效率 姓名 实验目的： （1） 学习组装滑轮组 （2） 学会测量滑轮组的机械效率 实验原理: 测定滑轮组机械效率是个间接测量的物理量，根据机械效率公式 η = w 有／w 总 有Fs Gh = η 实验器材：_____________________________________________________________ 实验过程： 1． 用弹簧测力计测钩码总重力G 2． 把刻度尺固定在铁架台上 3． 按要求组装滑轮组——一定一动、两定两动 4． 弹簧测力计用竖直向上的力向上拉绳子使重物匀速上升，读出弹簧测力计的示数F 。同 时分别记录绳端和物体在刻度尺上的始末位置 5． 设计表格并记录数据 实验记录及数据处理： 实验内容 次数 1 2 3 钩码重力G/N 钩码的始位置h 1/m 钩码的末位置h 2/m 钩码上升的距离h/m 有用功W 有/J 拉力F/N 绳端的始位置s 1/m 绳端的末位置s 2/m 绳端上升的距离s/m 总功W 总/J 机械效率η 实验结论： （1）同一滑轮组，所提升重物越重，机械效率越___________。
（2）双滑轮组和单滑轮组，提升同样重的物体，相同的高度，___________滑轮组机械效率大。 （3）指出提高机械效率的方法 实验注意事项： （1）弹簧测力计 应竖直向上用力. 为什么？___________________________ 在匀速拉动过程中读数. 为什么？___________________________ 钩码重力应该用弹簧测力计测量，而不是根据钩码的额定值计算 为什么？___________________________ （2）用刻度尺测量s 、h ，应分别记录始末位置，求差值。 （3）多次测量的目的是进行一些必要的比较，利用不完全归纳法总结规律，而不是求平均。 建议在每一个组装中： 第（1）（2）次实验控制提升高度相同，取不同的钩码数，比较滑轮组效率跟被提升重物的关系。 第（2）（3）次实验取相同的钩码数，使物体上升不同的高度，比较滑轮组效率跟被提升高度的关系。 实验练习题 1、你在做实验的时候，有没有思考实验方案是否可以改进，如何改进？ 2、小雪和小红在“测滑轮组机械效率”的实验中，一起组装好如图1所示的实验装置，他们分别记下了钩码和弹簧测力计的位置。 （1）小红___________向上拉动弹簧测力计，使钩码升高，并由弹簧测力计读出拉力为，同时小雪用用刻度尺测出钩码提升的高度为0.1m ，以上测量准确无误，其他被测物理量和计 （2）小雪和小红测得滑轮组的机械效率为100%，他们意识到出现了错误，请你帮助找出原因________________________________。 （3）该滑轮组的机械效率实际为__________。 （4）若提升的钩码重增加到6N ，则该滑轮组的机械效率将_____________（选填：“变大”、“变小”或“不变”）。 3、工人师傅用如图所示的滑轮组，在10s 内把 500N 的货物匀速提高2m ，在此过程中拉力 所做的功是1250J 。求在此过程中： （1）工人师傅所做的有用功； （2）滑轮组的机械效率。 第3题图 F 图1
机械优化设计实例教学文稿
机械优化设计实例 压杆是一根足够细长的直杆，以学号为p值，自定义有设计变量的 尺寸限制值，求在p 一定时d i、d2和丨分别取何值时管状压杆的体积或重量最小？（内外直 径分别为d i、d2）两端承向轴向压力，并会因轴向压力达到临界值时而突然弯曲，失去稳定 性，所以，设计时，应使压应力不超过材料的弹性极限，还必须使轴向压力小于压杆的临界载 荷。 解：根据欧拉压杆公式，两端铰支的压杆，其临界载荷为: I ――材料的惯性矩，EI为抗弯刚度 1、设计变量 现以管状压杆的内径d i、外径d2和长度l作为设计变量 2、目标函数 以其体积或重量作为目标函数 3、约束条件 以压杆不产生屈服和不破坏轴向稳定性，以及尺寸限制为约束条件，在外力为p的情况下建立优化模型： min F〔孟）=oiia 右詡异）=—一和）J 2） ' 压杆的最优化设计
也㈤皿也2亟刍-皿。 4 勿（忙）=韵佃1 dJ = P -卩匕 型—瘩辽（茁—町） I2~M? 嵐二（工）==止皿_￡］玉o 血（兀）=呂.SJ =右 ~ ^lmax —° 3) .3 ■■' -J」j -工—二. g$ (光)~ & (￡) —^2 2JHK—"」 ^W = ^W = U-/^o gO劭刘 罚函数: 反耐皿上严）二7寓-町）f +円｛［诡［o,［cr］-+ mm[ Q@『+nun[鸥『+min[ 0,?]3 + ■■■) 传递扭矩的等截面轴的优化设计 2、目标函数JT 讪(為4-d「)―^—胡 解：1、设计变量: 冈区 I
3、约束条件: 式中：――轴所传递的最大扭矩 勿（匿）二內⑴二兰拿-罔空 J7EZ 2）要求扭转变形小于许用变形。即: 式中：G――材料的剪切弹性模数 32M T1 3）结构尺寸要求的约束条件: 若轴中间还要承受一个集中载荷，则约束条件中要考虑：根据弯矩联合作用得出的强度与扭转约束条件、 弯曲刚度的约束条件、对于较重要的和转速较高可能引起疲劳损坏的轴，疲劳强度校核的安全系数法，增 加一项疲劳强度不低于许用值的约束条件。 Jp ――极惯性矩，对实心轴: 以轴的重量最轻作为目标函数: a = = --- Ip 4 1）要求扭矩应力小于许用扭转应力，即: 抗扭截面系数。对实心轴 16 应采用
机械原理(第七版)试题及概念总结
机械原理（第七版）重要概念总结（附）及复习试题 （认真看完，考试必过） 卷一 一、填空题（每小题2分，共20分） 1、 平面运动副的最大约束数为 2 个 ，最小 约束数为 1 个。 2、 当两构件组成转动副时，其相对速度瞬心在 转动副中心 处。 3、 对心曲柄滑块机构，若以连杆为机架，则该机构演 化为 曲柄摇块机构 。 4、 传动角越大，则机构传力性能越 好 。 5、 凸轮机构推杆的常用运动规律中，二次多项式运动 规律具有 柔性 冲击。 6、 蜗杆机构的标准参数从 中间平面 中取。 7、 常见间歇运动机构有： 棘轮机构 、 槽轮 机构 等。 8、 为了减小飞轮的重量和尺寸，应将飞轮装在 高 速 轴上。 9、 实现往复移动的机构有： 曲柄滑块机 构 、 凸轮机构 等。 10、 外啮合平行轴斜齿轮的正确啮合条件为： 212121n n n n m m ααββ==-=，， 。 二、简答题（每小题5分，共25分） 1、何谓三心定理？ 答：三个彼此作平面运动的构件的三个瞬心必位于同一 直线上 。 2、 简述机械中不平衡惯性力的危害？ 答：机械中的不平衡惯性力将在运动副中引起附加的动 压力，这不仅会增大运动副中的摩擦和构件中的内应 力，降低机械效率和使用寿命，而且会引起机械及其基 础产生强迫振动。 3、 铰链四杆机构在死点位置时，推动力任意增大也不 能使机构产生运动，这与机构的自锁现象是否相 同？试加以说明？ 答：（1）不同。 （2）铰链四杆机构的死点指：传动角=0度时，主动 件通过连杆作用于从动件上的力恰好通过其回转中心， 而不能使从动件转动，出现了顶死现象。 死点本质：驱动力不产生转矩。 机械自锁指：机构的机构情况分析是可以运动 的，但由于摩擦的存在，却会出现无论如何增大驱动力， 也无法使其运动的现象。 自锁的本质是：驱动力引起的摩擦力 大于等 于 驱动力的有效分力。 4、 棘轮机构与槽轮机构均可用来实现从动轴的单向间 歇转动，但在具体的使用选择上，又有什么不同？ 答：棘轮机构常用于速度较低和载荷不大的场合，而且 棘轮转动的角度可以改变。槽轮机构较棘轮机构工作平 稳，但转角不能改变。 5、 简述齿廓啮合基本定律。 答：相互啮合传动的一对齿轮，在任一位置时的传动比， 都与其连心线被其啮合齿廓在接触点处的公法线所分 成的两段成反比。 三、计算题（共45分） 1、绘制偏心轮机构简图（草图），并求机构自由度。（10分） 1 2 3 4 A B C
机械效率实验
1、某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如下表所示，实验装置如图14。 (1)从表中数据可分析出实验1是用_____图做的实验，实验2是用_________图做的实验。（2）在实验操作中应_________拉动弹簧测力计。 （3）这个实验如果没有刻度尺，我们可以利用___=________原理来进行试验。 （4）第3次实验中机械效率是______。 (5)通过实验1和实验2的数据分析可得出结论：使用不同的滑轮组提升相同的重物时．动滑轮的个数越多，滑轮组的机械效率_____________。 (6)比较实验1和实验3可得结论：使用同一滑轮组，_________可以提高滑轮组的机械效率。(7）你能分析一下效率不是100%的原因吗？请你试着写出两条：_____________________、___________________________。 2.斜面是一种简单机械，生活中人们常常利用它来省力。小明想搽究“斜面的机械效率与斜面的倾斜程度的关系”。于是他找来木块A、长木扳B、三个高度不同的长方体C和一把弹簧测力计进行实验，实验装置如图所示。 (1)除上述器材外，小明要完成实验还需要的一种器材是__________； (2)在实验过程中，应沿斜面向上拉动术块，使木块做____________运动； (3)实验记录数据如下表，则第3次实验时斜面的机械效率为________； (4)该小组又进行了第4次实验，它们在斜面上铺上棉布，使斜面变粗糙，保持斜面高和长与分别为0.25m和0.5m,用弹簧测力计拉动同一物块沿斜面斜向上做匀速直线运动，读出此时的弹簧测力计的示数为4.5N，则这种情况下斜面的机械效率为________% (5)综合分析4次的实验数据可知，斜面的机械效率与_____________和_____________________有关。 3.为了探究斜面的机械效率与斜面的倾斜程度及物重的关系，小华在斜面上每次都匀速拉动物块,实验数据记录如下： (1)根据表中数据可求出第3次实验的有用功是______J，总功是______J，机械效率为_____。 (2)分析表中数据，可以得出的初步结论是：在其他条件不变的情况下，斜面倾角越大，所需的拉力越______，斜面的机械效率越______。
九年级物理-机械效率实验题
机械效率实验题 1．【10昆明】（6分）学习了机械效率后，小明知道滑轮组的机械效率随着所提起重物的重力变化而变化，于是他提出 了“电磁炉的效率是否会随着被加热水的多少而发生变化”的问题，就这个问题，小明与其他同学进行了讨论，提出了两种猜想： (a)效率随着被加热水的质量增加而增加；(b) 效率随着被加热水的质量增加而减小。为了验证猜想，他们用一台电磁炉和所配送的茶壶，用相同加热功率在相同的环境条件下，先后将初温相同而质量不同的水加热至沸腾，得到的实验数据如下表： 质量m/g 21世纪 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 效率 61% 64% 67% 69% 74% 77% 75% 72% 70% 67% 64% （1）实验证明，他们的猜想是 的，实验数据说明，随着被加热水的质量增加，效率应该 是 。 （2）在这次实验中，要得到1200g 沸腾的水，可以有两种办法：第一种是一次加热1200g 的水；第二种是分两次 各加热600g 的水，较为节能的是 种方法。 （3）实际上，影响效率的因素比较复杂，水被加热的过程中热量损失是多方面的，请你写出用电磁炉对水加热过 程中一个方面的热量损失： 。 2、【10年大理】小明同学探究杠杆平衡条件：（不考虑杠杆自重和摩擦） （1）实验前没有挂钩码时，小明发现杠杆右端下倾，则应将左端的平衡螺母向 调，使杠杆在水平位置平衡； 这样做的目的是 。 实验序号 动力F 1（牛） 动力臂L 1（厘 米） 阻力F 2（牛） 阻力臂L 2（厘米） 1 2 4 2 4 2 4 6 3 8 3 8 4 6 ①小明用如图甲所示进行第3次实验，弹簧测力计的所示如图乙所示，则动力F 1= N ②分析三次实验数据，发现第3次实验中弹簧测力计示数偏大，检测弹簧测力计发现完好无损，原因可能是 。 （3）小明通过实验探究，得出了杠杆平衡条件。生活中的钓鱼竿应用了该实验中的第 次实验原理。 3【10云昭通】学习了机械效率知识后，某物理兴趣小组的同学对“斜面的机城效率跟什么因素有关”这一课题提出了一些猜想：A ．跟斜面的粗糙程度有关； B ．跟斜面的倾斜程度有关；C ．跟物体的重力有关；D ．跟斜面的长度有关． 为了证实其中的部分猜想是否正确，小明同学设计方案并用相同材料的斜面和物块进行探究．下表反映了他的探究过程． (1)请你替小明在表中两个空格处填上适当的数据． 甲 乙
机械优化设计习题参考答案--孙靖民-第四版第6章习题解答-1教学文案
第六章习题解答 1．已知约束优化问题： 2)(0)()1()2()(min 21222112 221≤-+=≤-=?-+-=x x x g x x x g t s x x x f 试从第k 次的迭代点[]T k x 21) (-= 出发，沿由（-1 1）区间的随机数0.562和-0.254 所确定的方向进行搜索，完成一次迭代，获取一个新的迭代点) 1(+k x 。并作图画出目标函数 的等值线、可行域和本次迭代的搜索路线。 [解] 1）确定本次迭代的随机方向： []T T R S 0.4120.911 0.2540.5620.254 0.2540.5620.5622222-=??? ??? ? ?++= 2) 用公式：R k k S x x α+=+)() 1( 计算新的迭代点。步长α取为搜索到约束边界 上的最大步长。到第二个约束边界上的步长可取为2，则： 176 .1)412.0(22822.0911.021221 2111 =-?+=+==?+-=+=++R k k R k k S x x S x x αα ? ? ? ???=+176.1822.01 k X 即： 该约束优化问题的目标函数的等值线、可行域和本次迭代的搜索路线如下图所示。
2．已知约束优化问题： )(0)(0 25)(124)(m in 2312222112 21≤-=≤-=≤-+=?--=x x g x x g x x x g t s x x x f 试以[][][]T T T x x x 33 ,14 ,120 30 20 1===为复合形的初始顶点，用复合形法进行 两次迭代计算。 [解] 1）计算初始复合形顶点的目标函数值，并判断各顶点是否为可行点： [][][]9 35 120101-=?==?=-=?=030302023314f x f x f x 经判断，各顶点均为可行点，其中，为最坏点。为最好点，0 203x x 2）计算去掉最坏点 0 2x 后的复合形的中心点： ?? ????+??????=???? ????????+??????==∑≠=3325.22113 2 10 3312i i i c x L x 3）计算反射点1 R x （取反射系数3.1=α） 20.69 3.30.551422.51.322.5)(110 2001-=????? ?=???? ????????-??????+??????=-+=R R c c R f x x x x x 值为可行点，其目标函数经判断α 4）去掉最坏点1 R 0301x x x x 和，，由02构成新的复合形，在新的复合形中 为最坏点为最好点，0 11R x x ，进行新的一轮迭代。 5）计算新的复合形中，去掉最坏点后的中心点得： ?? ? ???=???? ????????+??????= 3.151.7753.30.5533211c x 6）计算新一轮迭代的反射点得： ，完成第二次迭代。 值为可行点，其目标函数经判断413.14 5.9451.4825123.151.7751.33.151.775)(1 2011 12-=??????=???? ????????-????? ?+??????=-+=R R c c R f x x x x x α