机械原理机械效率例题
八、计算题（列出计算式，计算出题目所要求解的有关参数，本题10分）
图示偏心圆盘杠杆机构，在驱动力矩1M 作用下处于平衡状态。圆盘与杠杆接触点B 处的摩擦忽略不计。铰链C A 、处的摩擦圆半径mm 10=ρ，mm BC 450=，mm CD 150=，mm r 200=，mm AO 150=，AO 和BD 均处于水平位置。设重物N Q 1000=，求：
B A
联立得 B AO F l M )(1+=ρ （1） （3分） 对杠杆2：0=∑C M 0=--ρC CD BC B R Ql l F 0=∑Y 0=-+C B R Q F
联立得 ρ
ρ-+=BC CD B l l F （2） （3分） （1）、（2）联立，则
m N Q l l l M BC CD AO .182.581000)
10450()10150)(15010())((1=?-++=-++=ρρρ （2分） （2） 实际驱动力矩Nmm Q l l l M BC cd AO 58182))((1=-++=ρ
ρρ 理想驱动力矩Nmm Q l l l M BC CD AO 5000045015015010=?==
%9.855818250000110===M M η （2分）
初三物理功和机械效率经典练习题
吴老师物理辅导功和机械效率经典题集 1．（四川雅安）如图6所示，定滑轮重2N ，动滑轮重1N 。物体A 在拉力F 的作用下，1s 内将重为8N 的物体A 沿竖直方向匀速提高了0.2m 。如果不计绳重和摩擦，则以下计算结果正确的是 A ．绳子自由端移动速度为0.6m/s B ．滑轮组的机械效率为80% C ．拉力F 的功率为1.8W D ．拉力F 的大小为3n 2．（包头市）用图6所示的滑轮组将重10N 的物体匀速提升0．1m ，所用时间为２s ，作用在绳子末端的拉力F 为６Ｎ（不计绳重和绳与滑轮间的磨擦），下列计算结果正确的是（ ） Ａ．所做的有用功为１Ｊ Ｂ．动滑轮自重０．２Ｎ Ｃ．拉力Ｆ做功的功率为０．３Ｗ Ｄ．该滑轮组的机械效率为８３．３％ 3．（浙江绍兴）如图甲所示，水平地面上的一物体，受到方向不变的水平推力F 的作用，F 的大小与时间t 的关系和物体速度v 与时间t 的关系如图乙所示。则第2秒末 时，物体处于__________状态，第6秒末到第9秒末，推力F 做功是_________焦耳。 4．（四川遂宁）某实验小组在“测定滑轮组机械效率”的实验中得到的数据如下表所示，第1、2、3次实验装置分别如图10中的甲、乙、丙所示。 (1)比较第1次实验和第2次实验，可得结论：使用同样的滑轮组，提起的钩码越重，滑轮组的机械效率 。 (2)填写实验3中的机械效率，比较第2次实验和第3次实验，可得结论：使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮 次数 钩码重 G/N 钩码上升 高度h/m 有用功 W 有/J 测力计 拉力F/N 测力计移动 距离S/m 总功 W 总/J 机械 效率η 1 2 0.1 0.2 0.9 0.3 0.27 74.1% 2 4 0.1 0.4 1.6 0. 3 0.48 83.3% 3 4 0.1 0.4 1.1 0.5 0.55 F 图6
机械原理--速度瞬心习题讲解学习
机械原理--速度瞬心 习题
习题 > 答案 一.概念 1.当两构件组成转动副时,其相对速度瞬心在转动副的圆心处;组成移动副时,其瞬心在垂直于移动导路的无穷远处;组成滑动兼滚动的高副时,其瞬心在接触点两轮廓线的公法线上. 2.相对瞬心与绝对瞬心相同点是都是两构件上相对速度为零,绝对速度相等的点 ,而不同点是相对瞬心的绝对速度不为零,而绝对瞬心的绝对速度为零 . 3.速度影像的相似原理只能用于同一构件上的两点,而不能用于机构不同构件上的各点. 4.速度瞬心可以定义为互相作平面相对运动的两构件上,相对速度为零,绝对速度相等的点. 5.3个彼此作平面平行运动的构件共有 3 个速度瞬心,这几个瞬心必位于同一条直线上 .含有6个构件的平面机构,其速度瞬心共有 15 个,其中 5 个是绝对瞬心,有 9 个相对瞬心. 二.计算题 1、 2.关键:找到瞬心P36
6 Solution: The coordinates of joint B are y B=ABsinφ=0.20sin45°=0.141m x B=ABsinφ=0.20sin45°=0.141m The vector diagram of the right Fig is drawn by representing the RTR (BBD) dyad. The vector equation, corresponding to this loop, is written as r B+ r-r D=0 or r=D-B r= and r=γ. Where
When the above vectorial equation is projected on the x and y axes, two scalar equations are obtained: r*cos(φ3+π)=x D -x B =-0.141m r*sin(φ3+π)=y D -y B =-0.541m Angle φ3 is obtained by solving the system of the two previous scalar equations: tgφ3=141.0541 .0 ?φ3=75.36° The distance r is r=)cos(3π?+-B D x x =0.56m The coordinates of joint C are x C =CDcosφ3=0.17m y C =CDsinφ3-AD=0.27m For the next dyad RRT (CEE), the right Fig, one can write Cecos(π- φ4)=x E - x C Cesin(π- φ4)= y E - y C Vector diagram represent the RRT (CEE) dyad. When the system of equations is solved, the unknowns φ4 and x E are obtained: φ4=165.9° x E =-0.114m 7. Solution: The origin of the system is at A, A≡0; that is,
速度瞬心例题
基本要求 了解平面机构运动分析的目的和方法，以及机构位置 图、构件上各点的轨迹和位置的求法。掌握速度瞬心位置 的确定。了解用速度瞬心求解速度的方法。掌握用相对运 动图解法作机构的速度和加速度的分析。熟练掌握影像法 的应用。搞清用解析法中的矩阵法作机构的速度和加速度 的分析，最后要达到会编程序上机作习题的程度。 基本概念题与答案 1. 什么是速度瞬心，机构瞬心的数目如何计算 答：瞬心：两个构件相对速度等于零的重合点。 2. 速度瞬心的判定方法是什么直观判定有几种 答：判定方法有两种：直观判定和三心定理，直观判定有四种： （1）两构件组成转动副的轴心。 （2）两构件组成移动副，瞬心在无穷远处。 （3）纯滚动副的按触点， （4）高副接融点的公法线上。 3. 速度瞬心的用途是什么 答：用来求解构件的角速度和构件上点的速度，但绝对不能求加速度和角加速 度， 在四杆机构中用瞬心法求连杆和从动件上任一点的速度和角速度最方便。 4. 平面机构运动分析的内容、目的和方法是什么 答：内容：构件的位置、角位移、角速度、角加速度、构 件上点的轨迹、位移、 速度、加速度。 目的：改造现有机械的性能，设计新机械。 方法：图解法、解析法、实验法。 5. 用相对运动图解法求构件的速度和加速度的基本原理是什么 答：基 本原理是理论力学中的刚体平面运动和点的复合运动。 6. 什么是基点法什么样的条件下用基点法动点和基点如何选择 答：基点法：构件上某－点的运动可以认为 是随其上任选某一点的移动和绕其点 的转动所合成的方法。 求同一构件上两点间的速度和加速度关系时用基点法，动点和基点选在运动要素己 知多的铰链点。 7 用基点法进行运动分析的步骤是什么 答：（ 1）选长度比例尺画机构运动简图 （2）选同一构件上已知运动要素多的铰链点作动点和基点， 已知量的大小和方向。 （3）选速度和加速度比例尺及极点 P 、P '按已知条件画速度和加速度多边形, 第四章 平面机构的运动分析 K = N (N-1) / 2 列矢量方程， 标出
机械效率总复习题---经典题型总汇
机械效率总复习
1．某人用如图所示的滑轮组匀速提起260N的物体，所用的力为100N，物体提高1m。则下列说法中正确的是A．拉力做的有用功是100J B．拉力做的总功是260J C．滑轮组的机械效率是65% D．物体上升过程中动能转化为势能 2．下列说法正确的是 A．机械做功越快，机械效率就越高 B．做功时间越长，机械功率越大 C．功率大的机械比功率小的做功快 D．所有机械的机械效率都小于1 3．如图所示，重力为500N的物体与地面间的滑动摩擦力是150N，为使物体匀 速移动，必须在绳端至少加60N的拉力。则滑轮组的机械效率η=________。若物体 上面再放一重为200N的物体A，那么这时滑轮组的机械效率应________(填“增加” “减小”“不变”) 4．一个滑轮组经改进后提高了机械效率，用它把同一物体匀速提升同样的高度，改进后与改进前相比 A．有用功减少，总功减少 B．有用功增加，总功增加 C．有用功不变，总功不变 D．有用功不变，总功减少 5．在不计绳重和摩擦的情况下，利用图示的甲、乙两装置，分别用力把相同的物体匀速提升相同的高度．若用、表示甲、乙两装置的机械效率，、表示拉力所做的功。 A．， B．， C．， D．，6．程跃要提起重800N的物体，但是他的最大拉力只有300N．于是，他找来了一些滑轮，想利用滑轮组提起这个重物。己知每个滑轮重20N，程跃想站在地上向下拉绳，他最好选择图中________滑轮组来提起重物(选填“a”、b”或“c”)。请在所选的图中画出正确的绕绳方法。如果程跃的实际拉力是280N，求出所选滑轮组的机械效率。
7．如图所示，小民利用滑轮组先后竖直向上匀速提升物体A和物体B。当提升物体A时，滑轮 组的机械效率为75%，小民对地面的压力为F1；当提升物体B时，小民对地面的压力为F2。已知小 民的质量为65kg，物体A的质量为90kg，物体B的质量为50kg。假设在拉绳子的过程中，小民对 绳子的拉力与对地面的压力始终竖直向下且在同一直线上，不计绳重和摩擦。则F2:F1=________。 8．用滑轮组以不同速度匀运提升重物A，作用在滑轮组绳子自由端的拉力均为F， 如图所示，不计绳重和摩擦。当拉力F的功率为P1时，重物A以速度v1匀速上升h所用 的时间为t1；当拉力F的功率为P2时．重物A以速度v2匀速上升h所用的时间为t2；当拉力F的功率为时，重物A以速度v3匀速上升h所用的时间为 A． B． C．D． 9．在生产中，人们往往用的是由杠杆、滑轮等简单机械组合而成的复杂机械。在一次科技活动中，某校物理小组的同学们分别用一轻质杠杆(不计杆重)、一只滑轮和一些细绳构成了如图所示的组合机械，其中O为支点，OA=3OB，他们发现使用组合机械可以更省力，如果提升G=90N的物体。在 不计滑轮重、杆重和绳重及部件间的摩擦时，拉力F= ________N。为了 测量这个组合机械的机械效率需要测量的物理量有(用文字和字母表示) ________；这个组合机械的机械效率为(用你选用的字母表示)η =________。 10．大军用某机械把500N的重物匀速提高0.5m，做的额外功是160J，则他做的有用功是多少?总功是多少?机械效率是多少? 2．11．一质量为6kg的石块，沉在装水的容器底部，某同学用一动滑轮将石块从水中匀速提起1m，但石块没有露出水面，已知绳的自由端拉力为25N。求：石块在上升过程中(1)石块受到的浮力为多少?J(2)绳的自由端拉力做功为多少?(3)动滑轮的机械效率为多少?(、)
(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；
速度瞬心例题
第四章平面机构的运动分析 基本要求 了解平面机构运动分析的目的和方法，以及机构位置 图、构件上各点的轨迹和位置的求法。掌握速度瞬心位置 的确定。了解用速度瞬心求解速度的方法。掌握用相对运 动图解法作机构的速度和加速度的分析。熟练掌握影像法 的应用。搞清用解析法中的矩阵法作机构的速度和加速度 的分析，最后要达到会编程序上机作习题的程度。 基本概念题与答案 1.什么是速度瞬心，机构瞬心的数目如何计算 答：瞬心：两个构件相对速度等于零的重合点。 K = N (N-1) / 2 2.速度瞬心的判定方法是什么直观判定有几种 答：判定方法有两种：直观判定和三心定理，直观判定有四种： （1）两构件组成转动副的轴心。 （2）两构件组成移动副，瞬心在无穷远处。 （3）纯滚动副的按触点， （4）高副接融点的公法线上。 3.速度瞬心的用途是什么 答：用来求解构件的角速度和构件上点的速度，但绝对不能求加速度和角加速度，在四杆机构中用瞬心法求连杆和从动件上任一点的速度和角速度最方便。 4.平面机构运动分析的内容、目的和方法是什么 答：内容：构件的位置、角位移、角速度、角加速度、构件上点的轨迹、位移、速度、加速度。 目的：改造现有机械的性能，设计新机械。 方法：图解法、解析法、实验法。 5.用相对运动图解法求构件的速度和加速度的基本原理是什么 答：基本原理是理论力学中的刚体平面运动和点的复合运动。 6.什么是基点法什么样的条件下用基点法动点和基点如何选择 答：基点法：构件上某－点的运动可以认为是随其上任选某一点的移动和绕其点的转动所合成的方法。 求同一构件上两点间的速度和加速度关系时用基点法，动点和基点选在运动要素己知多的铰链点。 7 用基点法进行运动分析的步骤是什么 答：（1）选长度比例尺画机构运动简图 （2）选同一构件上已知运动要素多的铰链点作动点和基点，列矢量方程，标出已知量的大小和方向。 （3）选速度和加速度比例尺及极点P、P′按已知条件画速度和加速度多边形，
机械原理-速度瞬心习题
习题 > 答案 一.概念 1.当两构件组成转动副时,其相对速度瞬心在转动副的圆心处;组成移动副时,其瞬心在垂直于移动导路的无穷远处;组成滑动兼滚动的高副时,其瞬心在接触点两轮廓线的公法线上. 2.相对瞬心与绝对瞬心相同点是都是两构件上相对速度为零,绝对速度相等的点 ,而不同点是相对瞬心的绝对速度不为零,而绝对瞬心的绝对速度为零 . 3.速度影像的相似原理只能用于同一构件上的两点,而不能用于机构不同构件上的各点. 4.速度瞬心可以定义为互相作平面相对运动的两构件上,相对速度为零,绝对速度相等的点. 5.3个彼此作平面平行运动的构件共有 3 个速度瞬心,这几个瞬心必位于同一条直线上 .含有6个构件的平面机构,其速度瞬心共有 15 个,其中 5 个是绝对瞬心,有 9 个相对瞬心. 二.计算题 1、 2.关键:找到瞬心P36
6 Solution: The coordinates of joint B are y B=ABsinφ=0.20sin45°=0.141m x B=ABsinφ=0.20sin45°=0.141m The vector diagram of the right Fig is drawn by representing the RTR (BBD) dyad. The vector equation, corresponding to this loop, is written as
r B + r -r D =0 or r =r D -r B Where r =BD and r =γ. When the above vectorial equation is projected on the x and y axes, two scalar equations are obtained: r*cos(φ3+π)=x D -x B =-0.141m r*sin(φ3+π)=y D -y B =-0.541m Angle φ3 is obtained by solving the system of the two previous scalar equations: tgφ3=141.0541 .0 ?φ3=75.36° The distance r is r=)cos(3π?+-B D x x =0.56m The coordinates of joint C are x C =CDcosφ3=0.17m y C =CDsinφ3-AD=0.27m For the next dyad RRT (CEE), the right Fig, one can write Cecos(π- φ4)=x E - x C Cesin(π- φ4)= y E - y C
最新机械效率知识点梳理与典型例题
机械效率知识点梳理与典型例题 一、知识梳理： （一、）正确理解有用功、额外功和总功 1、有用功：叫有用功。通常是机械对物体所做的功就是有用功。 例如，你用滑轮组匀速提升重物时，W有用=Gh；又如用滑轮组拉动重物在水平面上匀速移动时，W有用=fs。 2、额外功：叫额外功，通常是克服机械自重和摩擦所做的功。。 3、总功：叫总功。通常是人使用机械时对机械所做的功。W总=Fs，既然是人做的功，那么这里的F就是人使用机械时所用的力，s是人的力所通过的距离。有用功、额外功和总功的关系是W总=W有+W额外。 （二、）机械效率 1、定义：机械效率是，表达式= 。 由表达式可知：（1）总功一定时，机械做的有用功越多，或额外功越少，机械效率就越高。（2）当有用功一定时，机械所做的总功越少，或额外功越少，机械效率越高。 2. 机械效率是个比值，通常用百分数表示，由于使用任何机械都要做额外功，因此有用功总小于总功，所以总 l。 二、分类典型例题： 题型一：对有用功、额外功、总功的认识，并能利用机械效率公式进行简单的分析判断 例1：下列机械效率的说法正确的是（） A．机械效率可以提高到100% B．机械效率总小于1 C．功率大的机械机械效率高 D．机械效率越高,有用功就越多 例2：各种机械在使用时产生额外功的原因不完全相同，要根据具体情况具体分析。具体分析图1中三种做功情况(滑轮规格均相同，不计绳重)，产生额外功 最多的应是图。若钩码的质量为100g，在三种情况中均被提 高1m，各种情况机械做的有用功均为J，通过分析可判断 出图的机械效率最大。 例3：小红用塑料桶从井中打水；小军把不小心掉进井中的塑料桶打捞上来。在这两个情形中水桶中都有水。那么下列分析中正确的是（） A、两个情形中，两人对水做的功都是有用功 B、两个情形中，两人对水做的功都是总功 C、两个情形中，两人对水做的功都是额外功 D、小红对水做的功是有用功，小军对水做的功是额外功 题型二：会简单计算有用功、额外功、总功和机械效率 例1：一台起重机将重5000N的货物提高2m，如果额外功是2500J，则起重机做的有用功是J，该起重机的机械效率是。
机械效率知识点梳理与典型例题
机械效率 一、知识梳理： （一、）正确理解有用功、额外功和总功 1、有用功：叫有用功。通常是机械对物体所做的功就是有用功。 例如，你用滑轮组匀速提升重物时，W有用=Gh；又如用滑轮组拉动重物在水平面上匀速移动时，W有用=fs。 2、额外功：叫额外功，通常是克服机械自重和摩擦所做的功。。 3、总功：叫总功。通常是人使用机械时对机械所做的功。W总=Fs，既然是人做的功，那么这里的F就是人使用机械时所用的力，s是人的力所通过的距离。有用 功、额外功和总功的关系是W总=W有+W额外。 说明：有时候额外功题目中已经忽略，则总功就等于有用功（在实际生活中不存在） 有用功和额外功并不一定是固定的，要根据事件的目的进行判定 （二、）机械效率 1、定义：机械效率是，表达式= = 。 由表达式可知：（1）总功一定时，机械做的有用功越多，或额外功越少，机械效率就越高。（2）当有用功一定时，机械所做的总功越少，或额外功越少，机械效率越高。 2. 机械效率是个比值，通常用百分数表示，由于使用任何机械都要做额外功，因此有用功总小于总功，所以总l。 二、分类典型例题： 题型一：对有用功、额外功、总功的认识，并能利用机械效率公式进行简单的分析判断 例1：下列机械效率的说法正确的是（） A．机械效率可以提高到100% B．机械效率总小于1 C．功率大的机械机械效率高D．机械效率越高,有用功就越多 例2：各种机械在使用时产生额外功的原因不完全相同，要根据具体情况具体分析。具体分析图1中三种做功情况(滑轮规格均相同，不计绳重)，产生额外功最 多的应是图。若钩码的质量为100g，在三种情况中均被提高 1m，各种情况机械做的有用功均为J，通过分析可判断出 图的机械效率最大。 例3：小红用塑料桶从井中打水；小军把不小心掉进井中的塑料桶打捞上来。在这两个情形中水桶中都有水。那么下列分析中正确的是（） A、两个情形中，两人对水做的功都是有用功 B、两个情形中，两人对水做的功都是总功 C、两个情形中，两人对水做的功都是额外功 D、小红对水做的功是有用功，小军对水做的功是额外功 题型二：会简单计算有用功、额外功、总功和机械效率（简单公式的运用）A、竖直方向
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
机械原理考研讲义四(机械的效率和自锁)
第五章机械的效率和自锁 效率是衡量机械性能优劣的重要指标，而一部机械效率的高低在很大程度上取决于机械中摩擦所引起的功率损耗。研究机械中摩擦的主要目的在于寻找提高机械效率的途径。机械的自锁问题及移动副自锁条件的求解是本章的难点之一。 本章知识点串讲 【知识点1】机械效率及其计算 定义：机械的输出功与输入功之比称为机械效率，η= W r / W d。 性质：η<1(η= 1——理想机器——永动机) 表示方法： a. 功表示 η= W r / W d = 1- W f/ W d b. 功率表示 η= p r / p d = 1- p f/ p d c. 力(矩)表示 η= F0/ F= M0/ M 1）串联机器(组)的总效率等于组成该机器(组)各机械部分效率的连乘积 η=η1η2……ηK 2）对于并联机构的总效率计算就相对麻烦一点。 N r
η= (Nd1η1 + Nd2η2 + …+ NdK ηK) / (Nd1 + Nd 2 + …+ NdK) = (Nd1η1 + Nd2η2 + …+ NdK ηK) / Nd 并联机组的效率，不仅与各个机构的效率有关，而且与效率的分配有关 3）混联 兼有串联和并联的机构称为混联机构。为了计算其总效率，可先将输入功至输出功的路线弄清，然后分别计算出总的输入功率和总的输出功率，最后计算其总的机械效率。 【知识点2】机械自锁条件的确定 定义：由于摩擦的存在，沿某个方向的驱动力如何增大，也无法使受力对象产生运动的现象——称为机械的自锁。 同学们要注意的是，机械的自锁只是在一定的受力条件和受力方向下发生的，而在另外的情况下却是可动的，也就是说自锁具有方向性。 1）平面自锁条件： （1）当α>φ时，驱动力P 的作用线在摩擦角φ之外。Px > F ，即滑块加速； （2）当α=φ时，P 与R 共线。Px = F ： a. 滑块等速运动——原本运动； b.静止不动——原不动，具有运动趋势。 （3）当α＜φ时，驱动力P 的作用线在摩擦角φ之内。Px ＜ F ， a. 滑块减速运动减至静止——原本运动； b.静止不动——原不动，不论P 有多大。 故平面自锁条件——α≤φ，等号表示条件自锁。 N R
机械效率典型练习题
图6 机械效率练习题 1．如图示，用定滑轮和动滑轮分别将质量相同的甲、乙两物体匀速提升相同的高度，不计绳重与摩擦，且动滑轮重G 动小于乙物体的物重G ，则所用的拉力F 甲 F 乙，其机械效率η甲η乙．(选填 “>”、“<”或“=” ) 2．起重机械在四川汶川的救援过程中，发挥了重要的作用。如图6所示，吊臂上的滑 轮组，可用 F =104 N 的拉力将重为 2.4×104 N 的吊板提起，如果吊板被匀速提高 10 m 。 则拉力F 做功 J ，滑轮组的机械效率是 2. 在铁架台上固定一个由定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组，在绳子末端用竖直方向0.8N 的拉力使 2N 重的物体匀速上升，下面说法正确的是（） A.滑轮组的机械效率是 83.3％ B.滑轮组的机械效率是 66.7％ C.绳端移动速度与物体上升速度相同 D.绳端移动速度是物体上升速度的两倍 3、甲乙两机械，甲的机械效率是 70％、乙的机械效率是 50％，下列说法中正确的是（ ） A 、使用甲机械做功省力 B 、甲机械做功快 C 、相同时间内，甲机械完成的功多 D 、乙机械的额外功在总功中占的比例大。 4、如图所示，物体重 180N ，动滑轮重20N ，绳重和摩擦不计 .在拉力F 的作用下，物体 正以0.1m/s 的速度匀速上升.求：（1）拉力F ；（2）拉力做功的功率；（3）动滑轮的机械效率 . 5、用如图1所示滑轮组将重6×102N 的物体匀速提高 2m ，拉力所做的功为 2×103J ，所用的时间为 20s 。求： （1）有用功；（2）拉力的功率；（3）该滑轮组的机械效率。 6．某人用如图所示的滑轮组匀速提升500N 的重物，所用的拉力 F 为300N ，绳子自由端被拉下 2m ，在此 过程中，求：①拉力F 所做的功；②滑轮组的机械效率； ③滑轮组中动滑轮的重（不计摩擦和绳重）。 ④如果重物是 800N ，要把重物提升 2m ，求机械效率 7、如图22所示装置，绳重及摩擦不计。装卸工人将重为 800N 的货物提 至高处，人对绳的拉力 F 1为500N ，货物在1min 内匀速上升了 5m 。（可求5个物理量） （1）请在图上画出绳子的绕法；（2）求滑轮组的机械效率；（3）如果重物是600N ，要把重物提升 5m ，求拉力做的功。 8、如图所示，物体G 在拉力F 的作用下作匀速直线运动，拉力所做的功是 600J ， 物体向左移动了2m,滑轮组的机械效率是 80％，求： ⑴额外功时多少？⑵拉力F 是多少？⑶ 物体所受的摩擦力是多大？ F G 图22
机械效率的典型例题
简单机械之机械效率计算 １、关于机械效率,下说法正确得就是:( ) Ａ、机械效率总小于1;B、单位时间里做功越多得机械,机械效率越高; C、做功越多得机械,机械效率越高；Ｄ、省力越多得机械,机械效率越高。 2、为了提高滑轮组得机械效率，以下正确得就是：（) A、以较快得速度匀速提升重物;Ｂ、以较慢得速度匀速提升重物; C、增加承担物重得绳子股数; D、把滑轮做得更轻巧，减小滑轮在转动过程中得摩擦; ３、某同学用动力臂就是阻力臂２倍得杠杆将重400N得石头抬高20cm，手向下压得力就是220N,手下降得高度就是__＿__cm,人做得功就是_＿＿__J,有用功就是_______J,这根杠杆得机械效率就是________ ４、用一动滑轮将重2０0Ｎ得砂子提到9m高得脚手架上,所用力就是1２0N,求有用功、总功机械效率各就是多少? 5、如图所示，为使重为1500N得物体匀速移动到长10０m斜面得顶端,若斜面得高为10m、需用180N得推力,则这个斜面得机械效率就是多少？ 常见得简单机械指滑轮、斜面与杠杆。而有关其机械效率得计算则就是九年级物理得难点与重点，也就是每年中考试卷得“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、杠杆得顺序,以典型题为例,分类讲解各类问题得求解方法。 一、滑轮 ㈠竖直提升重物得典型例题 例１.(２01１江苏连云港,第2９题)在小型建筑工地,常用简易得起重设备竖直吊运建筑材料,其工作原理相当于如图所示得滑轮组。某次将总重Ｇ为400０Ｎ得砖块匀速吊运到高为１0m得楼上,用时40s，卷扬机提供得拉力Ｆ为２５00N。求在此过程中:(１）有用功；（2)拉力F得功与功率;(3)滑轮组得机械效率。 难点突破: 所谓“有用功”,就就是“对我们有用得功”。在利用定滑轮、动滑轮、或者滑轮组沿竖直方向提升重物时,我们得目得都就是让重物升到我们所需得高度。所以有用功就应就是滑
功、功率、机械效率典型例题
功典型例题: 地面的摩擦力为5N ，不计滑轮、绳子的重力及滑轮与绳子间 的摩擦，拉力F 做的功为（ ） A . 50J B . 25J C . 100J D . 200J 【例6】A 、B 两物体在相等水平外力作用之下做匀速直线运动， 如果B 的质量是A 的2倍, A 所受的外力是 B 的3倍，A 运动速度是B 的4倍，那么在相同的时间内，外力 对A 、B 两物体做功之比应是（ ） A. 6: 1 B . 8: 1 C . 12: 1 D . 24: 1 【例7】 如图所示，用大小不变的力 F 把重1000N 的物体由图中 A 处沿水平面 AB 和长 10m 、高3m 的光滑斜面BC 匀速推至斜面顶端 C ，推力共做功4500J ,那么物体 【例8】 如图所示，一个重8N 的物体A 斜放在长2m 、高1m 的斜面上，用细绳跨过定滑轮 与重5N 的物体B 连起来.在B 的作用下，A 由斜面底端被匀速拉上顶端. 求：（1） 绳对A 的拉力大小.（2） A 所受的摩擦力大小.（3）拉力对A 做了多少功. 机械效率典型例题 经典练习： 1下列说法中正确的是 （） （A ）功率大的机械，机械效率一定高 【例1】 【例2】 【例3】 如图所示，建筑工人用滑轮组提升重为 220N 的泥桶，动滑轮重为 20N , 不计滑轮与轴之间的摩擦及绳重?若工人在 5s 内将绳子匀速向上拉 6m . 求：（1）泥桶上升的高度；（2）拉力做的功. 如图所示，水平地面上的物体在水平恒定拉力 F 的作用下，沿ABC 方向 做直线运动，已知 AB =BC .设AB 段是光滑的，拉力F 做功为 W 1 ； BC 段是粗糙的，拉力做功为 W 2，则W 和W 2的关系是（ ） A . W 1 W 2 B . W W 2 C . 一个滑块质量2千克，在光滑斜面上由 知AB =40厘米，斜面对物体支持力是 程中，重力做功 _______ 焦，支持力做功 W i W 2 D .不能确 A 滑到 B ,如图所示.已 17 牛，在从A 到B 的过 【例5】 如图所示，在水平拉力 F 作用下，使重40N 的物体A 匀速移动 厂 ' $ 从B 被推到斜面顶端 C 时，推力做多少功 摩擦力为多大？水平面AB 长多少？ ?物体在水平面上所受 （B ）机械效率高的机械一定省力 5m ，物体A 受到
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
简单机械中考经典题型带答案
简单机械中考经典题型带答案 一、简单机械选择题 1．如图所示，规格完全相同的滑轮，用相同的绳子绕成甲、乙两个滑轮组，分别提起重为G1和G2的两个物体，不计摩擦与绳重，比较它们的省力情况和机械效率，下列说法正确的是 A．若G1=G2，则F1＜F2，甲的机械效率高 B．若G1=G2，则F1＞F2，乙的机械效率高C．若G1＜G2，则F1＜F2，甲、乙的机械效率相同 D．若G1＜G2，则F1＜F2，乙的机械效率高 【答案】D 【解析】 【详解】 A. 由于滑轮组相同,并且不计摩擦则额外功相等,若G1=G2，则有用功也相同，所以机械效率相等，故A错误； B. 甲图n=3,F1=G1,乙图n=2,F2=G2,若G1=G2,则F1 习题> 答案 1. 当两构件组成转动副时,其相对速度瞬心在转动副的圆心处;组成移动副时,其瞬心在垂直于移动导路的无穷远处;组成滑动兼滚动的高副时，其瞬心在接触点两轮廓线的公法线上. 2. 相对瞬心与绝对瞬心相同点是都是两构件上相对速度为零，绝对速度相等的点,而不同点是相对瞬心的绝对速度不为零，而绝对瞬心的绝对速度为零? 3. 速度影像的相似原理只能用于同一构件上的两点,而不能用于机构不同构件上的各 占 八、、? 4. 速度瞬心可以定义为互相作平面相对运动的两构件上，相对速度为零，绝对速度相等的点. 5.3个彼此作平面平行运动的构件共有_3_个速度瞬心，这几个瞬心必位于同一条直线上.含有6个构件的平面机构,其速度瞬心共有_15_个,其中_5_个是绝对瞬心，有_9_个相对瞬心. 二.计算题 The coord inates of joint B are y B =ABsin 0 =0.20sin45 ° =0.141m x B =ABsin 0 =0.20sin45 ° =0.141m The vector diagram of the right Fig is drawn by representing the RTR (BBD) dyad. 2.关键:找到瞬心 P 36 6 Solutio n: The vector equati on, corresp onding to this loop, is writte n as Where r = BD and r = 丫 . Whe n the above vectorial equati on is projected on the x and y axes, two scalar equati ons are obta in ed: B r*cos( $+ n )=x D -x =-0.141m r*sin( 3>+ n )=y D -y B =-0.541m Angle 3 is obtained by solving the system of the two previous scalar equations: 0.541 tg 员=°?1410 3=75.36 ° The dista nee r is X D X B A?% The coord inates of joint C are x C =CDcos 0 3 =0.17m y C =CDsin 03 -AD=0.27m For the next dyad RRT (CEE), the right Fig, one can write Cecos( n 0 4)=x E - x C Cesin( -n0 4 )= y E - y r B + r - r D =0 or r = r D - r B r= CO s(「3 二)=0.56m 滑轮专题复习 滑轮：定滑轮和动滑轮 1．定滑轮：滑轮的轴固定不动的叫做定滑轮。定滑轮可以改变力的方 向，但不省力。 2．动滑轮：滑轮的轴随物体一起运动，这样的滑轮叫做动滑轮。动滑 轮可以省一半力，但不能改变用力的方向。 滑轮组 1．滑轮组是由若干个定滑轮和动滑轮组装而成的，可以达到既省力又改变力 的方向的作用效果。 2．滑轮组省力情况的确定方法： 在不考虑摩擦及动滑轮受到的重力的情况下，使用滑轮组时，滑轮组用几股绳 子吊着物体，提起物体所用的力就是物重的几分之一。如图所示。 滑轮组绳子的穿绕方式及拉力计算 滑轮组绳子的穿绕方式很多，现以串联式滑轮为例，介绍几种滑轮组绳子的穿绕方式。1．一个定滑轮和一个动滑轮（图1．47－7）。 2．一个定滑轮和二个动滑轮（图1．47－8）。 3．二个定滑轮和一个动滑轮（图．47－9甲）。 4．二个定滑轮和二个动滑轮（图1．47－9乙）。 巧记“口诀”，组装滑轮组 根据不同的要求，设计与组装滑轮组的方法很多。利用口诀：“奇动偶定；一动配一定；偶数减一定；变向加一定。”去解决这一问题，可以使学生准确记忆和掌握组装滑轮组的要领。 1、根据题意确定由多少段绳子（n）承担动滑轮重力和物体重力。 2、确定动滑轮个数。 （1）当n为偶数时，动滑轮的个数是：n/2 （2）当n为奇数时，动滑轮的个数是：n-1/2 3、组装滑轮组。口诀：“奇动偶定”。 确定好了动滑轮和定滑轮的个数后，再确定绳子的起始点。 （1）当n为奇数时，绳子的起始点从动滑轮开始，经定滑轮依次按画螺旋线的方法绕线。 （2）当n为偶数时，绳子的起始点从定滑轮开始，经动滑轮依次按画螺旋线的方法绕线。 （3）当动滑轮和定滑轮个数不相等时,只有一种绕法,固定端一定在个数较少的滑轮上。 （4）在需要改变施力的方向时，仍以动滑轮的个数为基数，按“变向加一定”的方法确定 定滑轮的个数。即：在“一动配一定，偶数减一定”的基数上，再加上一个定滑轮。 相关公式 1、绳子段数n的确定：在定滑轮和动滑轮之间划一条虚线，将定滑轮和动滑轮隔开，然后再查出与动滑轮相连的绳子段数。 2、三个n倍关系 ① S=nh(当滑轮组处于竖直状态时)或S=nL(当滑轮组处于水平状态时) ②F=1 n (G 物 +G 动 )（不计绳子重和摩擦） ③ V 绳=n V 物 (速度比，当滑轮组处于竖直、水平状态时通用) 3、两个机械效率公式：机械原理 速度瞬心习题
滑轮机械效率知识点及经典例题