机械效率知识点(3)

☆知识点1

①“有用功”、“额外功”及“总功”的含义：

有用功（W 有用）：克服物体的重力所做的功。（W=Gh ）

额外功（W 额外）：克服机械自身的重力做功（W=Gh ）、克服摩擦力和绳子自重所做的功（忽略不计不要求计算）。

总功（W 总）：有用功和额外功的总和，即。（W=Fs ）

②机械效率

（1）定义：在机械做功时，是有用功在总功中所占的份额越大越好，有用功占的比例大，说明机械工作效率高。在物理学中 把有用功W 有用与总功W 总 的比值，叫做机械效率。

（2）如果用η表示机械效率（常用百分比表示），呢么

η=

例1、桶重10N ，从10m 深的水井中打水和捞桶时都提上来50N 的水，分别计算打水和捞桶这两个过程中的有用功和额外功、总功。

打水 捞桶

W 有用＝G 水h W 有用＝G 桶h

=50N×10m =10N×10m =500J =100J W 额外＝G 桶h W 额外＝G 水h

=10N×10m = 50N×10m =100J =500J

W 总＝W 有用＋W 额外 W 总＝W 有用＋W 额

=500J+100J =100J+500J

=600J

= 600J

=%100600500?J J =%100600100?J

J =83.3% =16.7%

1.功的原理 使用任何机械都不省功.

A.对于理想机械(指不计摩擦、机械的重、绳重): W 人对机械＝W 机械对物体＝W 手或 W 总＝W 有.

B.对于实际机械:W 人对机械(W 总)>W 机械对物体(W 有)或W 总＝W 有＋W 额.

2.有用功、总功、额外功的含义及各自的计算式.

A.有用功(W 有) 指机械克服有用阻力所做的功(对我们有用的功).

求有用功W 有,要看使用机械的目的.

① 对于竖直方向上提升重物,

② 对于水平方向匀速拉(推)物体, B.总功 (W 总)

)

C.额外功(W 额) 指机械克服额外阻力(对我们无用但不得不做的)所做的功.对于只计滑轮的重而言,W 额＝G 轮h.

(五)1.定义 有用功占总功的比值,.

2.物理意义 机械效率是表示机械对总功利用率高低的物理量.若机械效率越大,表示该机械对总功的利用率越高,即机械做的有用功占它所做的总功的比例越大,或者说额外功占总功％总有用X100W W 图1

3.3-1

的比例越小,也说明该机械的性能越好.

3.机械效率为何总小于1?

因在使用机械时,不可避免W额>0.所以由W总＝W有＋W额可知:W有

4.

A.在竖直方向上提升物体＝＝对于杠杆:n＝s/h＝；对于滑轮

组:n＝s/h,s为动力移动的距离,h为物体提升的高度)

注:若只计动滑轮的重,则F＝(G+G轮)/n,机械效率η还可等于,即η＝ . B.在水平方向上拉动物体＝s物为物体移动的距离,s动力为拉力移动的

距离)

5.如何提高机械效率?

由η＝＝可知:

A.当W有一定时,减少W额,可提高效率.比如影响滑轮组效率的因素有:动滑轮和绳重；绳与轮之间的摩擦.所以,我们可以使用轻质材料做动滑轮或尽量减少动滑轮的个数；还可通过加润滑油来减少轴处的摩擦及使用较细的绳子等措施,以此来提高它的效率.

B.当W额一定时,增加W有,可适当提高机械效率.比如,对于同一滑轮组(额外功不变),增加所提物体的重, 就会越大,机械效率就会越高.

总之,对于滑轮组而言,要提高效率,可增加有用功的同时尽量减小额外功.

C.注意事项

①机械效率与功率的区别

功率是表示机械做功的快慢,功率大只表示机械做功快；机械效率是表示机械对总功利用率高低的物理量,效率高只表示机械对总功的利用率高.因此,功率大的机械不一定机械效率高,

②机械效率的高低与机械是否省力无内在联系,不能认为越省力的机械效率就越高.