資源簡介

3.3 認識簡單機械(4)
1．有用功： 叫有用功，常用W有用 表示。
2．額外功： 叫額外功，常用W額外 表示。
3．總功： 叫總功，常用W總 表示。
練習：
1、請 你 判 斷:
如果用水桶從井中提水，則人對桶所 做的功屬于________功；對所提的水所做的功屬于_________功。
如果桶掉到井里，從井里撈桶時，撈上桶時所做的功屬于__________功；對水桶里的水所做的功屬于__________功。
2、、在建筑工地上有一滑輪組用五段繩子吊著一筐沙子，已知筐重500牛，沙重2000牛，若將一筐沙子勻速吊至10米高的樓頂上，實際所用的拉力為800牛，則有用功、額外功、總功各是多少？
3、如下圖示，若已知物體A重為1000N，所受f 為物重的0.3倍，求：
①若不計滑輪重和繩子與滑輪之間的摩擦，求拉力F的大小
②若拉力F=150N，當物體在水平面上通過距離為2m時，求W有用，W額外，W總
4．機械效率： 叫機械效率，常用表示。
5．機械效率的公式： 。
練習
1、關于機械效率，下列說法中，正確的是（ ）
A、機械所做的有用功越大，其機械效率就越高
B、總功一定時，額外功越大，機械效率就越高
C、有用功一定時，額外功越小，機械效率就越高
D、有用功占總功的分量越多，機械效率就越高
2、用滑輪組提升物體時，可給人們帶來省力的好處。現要提升一個重400N的物體，現給你一個定滑輪和一個動滑輪，每個滑輪重20N，不計摩擦，現想用不超過200N的拉力去提升重物。
（1）如何設計滑輪組？（請畫出設計圖）
（2）如果要使物體勻速升高5m，則繩子自由端所用的力為多大？繩子自由端要拉過幾米？
（3）當物體升高5m時，有用功、總功、額外功分別為多大？機械效率為多大？
（4）如果提升700N的物體，滑輪機械效率又為多大？
3、如圖所示，滑輪組機械效率為η=70%，用此滑輪組，勻速的吊起重物，拉力F=250N時，若不考慮繩重及摩擦，求：
(1)物體的重力和滑輪的重力
(2)若拉繩子的功率150W,則物體上升
的速度為多大
4、由兩個定滑輪和兩個動滑輪組成的滑輪組，若機械效率η=80%，繩子最大能夠承擔500N的拉力，則使用此滑輪組最多能吊起多重的貨物？
5、有一臺水泵，功率為1．5千瓦，機械效率為80%，則該水泵每分鐘完成的有用功為多少焦？額外功為多少焦？該水泵在1分鐘內能把多少米3的水抽到離水面8米高的水塔上。(g=10N/Kg)
斜面
練習：
一輛汽車重為6×104牛，勻速駛上長1000米、高20米的坡路，在運動過程中受到的阻力等于車重的0.06倍，求：（1）總功、有用功、額外功（2）汽車受到的牽引力（3）汽車以36千米/時的速度勻速上坡時，發動機的功率為多大？
利用斜面把一個重為500N的物體勻速拉上汽車，斜面長5米，高1米，機械效率為80%，則物體運動過程中的摩擦力為多少？
課內演練
【例1】關于機械效率，下列說法正確的是( )
A．機械效率越高，越省力 B．機械效率越高，做的有用功越多
C．機械效率越高，做功的功率越大
D．額外功在總功中所占的比例越小，機械效率越高
【跟蹤練習1】關于機械效率，下列說法正確的是( )
A．機械效率可以提高到100％ B．機械效率總是小于1
C．功率大的機械，機械效率高 D．機械效率越高，有用功就越多
【例2】用如圖3.3—11所示的滑輪組。來提升重物，不計滑輪與繩子的摩擦和繩重，重物G＝240牛，當拉力F＝150牛時，重物恰好能勻速提升，在繩自由端拉下的距離s＝1米的過程中，有用功為 焦，總功是 焦，機械效率為 ，動滑輪重是 牛。
【跟蹤練習2】一輛汽車不小心開進了泥潭，司機取來一套滑輪組欲將汽車從泥潭中拉出，
如圖3.8—12所示。若車重為8×104牛，汽車受到的阻力為車重的0.03倍，滑輪組的機械效率為80％，計算：
(1)該司機至少需用多大的力才能將汽車從泥潭中拉出
(2)若拉動汽車時，汽車前進的速度為0.1米／秒，則司機做功的功率是多少
課后訓練
1．使用機械時，人們需要做的功叫做 ，不需要做、但又不得不做的功叫做 。這兩部分功的總和叫做 。 叫做機械效率。
2．小明用一個動滑輪把一只重100牛的沙袋提到9米高的腳手架上，所用拉力為60牛。小明做的有用功是 焦，做的總功為 焦，該裝置的機械效率是 。
3．如圖所示，某人用50牛的推力沿高為1米，長為4米的粗糙斜面，
把重150牛的物體推到斜面頂端，人的推力所做的總功為
焦，其中有用功為 焦，額外功為 焦，斜面的
機械效率是 。人做功消耗的化學能轉化為 能和
能。
4．在“測定滑輪組的機械效率”實驗中，李明按如圖所示的方式組裝好滑
輪組，用該滑輪組分別提升不同重量的鉤碼，并將3次實驗數據記入下
表。請你依據李明同學提供的部分實驗數據回答問題：
實驗序號 鉤碼重G/牛 彈簧測力計的示數F/牛 鉤碼上升的高度h／厘米 彈簧測力計移動的距離s／厘米 機械效率／％
1 1.5 0.8 3 9 62.5
2 3.O 1.4 4 71.4
3 6.O 2.5 3 9
(1)在表格的空缺處填上正確的數據。
(2)若增加鉤碼的重量，則該滑輪組的機械效率會 (填“增大”、“減小”或“不變”)。
(3)你還有什么辦法來提高滑輪組的機械效率 。
5．不計摩擦及拉繩質量，下列機械在提升同一重物的過程中，機械效率最大的是( )
A．定滑輪 B．動滑輪 C．滑輪組 D．三種機械一樣大
6．如圖所示，用滑輪組提升重物時，重800牛的物體在10秒內勻速上升了1米。已知繩子的拉力F為500牛，則提升重物的過程中( )
A．繩子自由端被拉下3米
B．做的有用功是800焦
C．拉力F的功率是80瓦
D．滑輪組的機械效率是60％
7．重為2000牛的集裝箱，借助5米長的斜面裝上2米高的卡車，如圖所示。
(1)若不計摩擦，拉力F的大小是多少牛
(2)若實際拉力F＝1000牛，則斜面的機械效率是多少
8．某同學用一個距離手3米高的定滑輪拉住重100牛的物體，從滑輪正下方沿水平方向移動4米，如圖所示，若不計繩重和摩擦，他至少做功( )
A．200焦 B．300焦 C．400焦 D．500焦
9．小文同學采用如圖所示的兩種不同的方式將同一貨物搬運到同一輛汽車上，下列說法正確的是( )
A．甲方法克服重力做功多
B．乙方法更省力
C．兩種方法機械效率相等
D．兩種情況下，貨物的勢能都增加
10．工人師傅要把在樓下地面上的貨物提升到樓上去，他設計了一個滑輪組：把一個滑輪懸掛在樓上，另一個滑輪與貨物相連(如圖所示)。
(1)請你在圖中將繩子的繞法畫出來。
(2)已知貨物重900牛，需把貨物勻速提升到4米高的樓上，且工人師傅拉繩的力為500牛，請根據這些條件，提出兩個問題，并解答出來。(示例除外，但在示例中求出的數據可在自己的解答中用)
問題：工人師傅做的有用功是多少
解答：W有用 ＝Gh＝900牛×4米＝3600焦。
問題①：
問題②：
11．如圖所示，物體重1500牛，地面對物體的摩擦阻力是物重的
0.4倍，某人用240牛的拉力F，在8秒內使物體沿水平地面
勻速移動了5米。求：
(1)力F所做的功；(2)人做的有用功；(3)滑輪組的機械效率。
參考答案
課前預練
1．必須要做的功
2．不需要但不得不做的那部分功
3．有用功與額外功的總和
4．有用功跟總功的比值
5．
課內演練
【例1】D 【跟蹤練習1】B
【例2】 120 150 80％ 60
【跟蹤練習2】(1)此滑輪組是由一個定滑輪和兩個動滑輪組成的，根據圖示可知，汽車所受的阻力由4股繩子承擔，汽車所受的阻力f＝0.03G=0.03×8×104＝2400牛。司機至少需要的拉力
(2)當汽車前進的速度為0.1米/秒時，司機拉力移動的速度v人＝4v車＝4×0.1米/秒＝0.4米/秒，司機做功的功率P＝W/t＝Fs＝Fv人＝750牛×0.4米／秒＝300瓦。
課后訓練
1．有用功額外功 總功有用功和總功的比值
2．900 1080 83．3％
3．200 150 50 75％ 物體的勢熱
4．(1)12 80 (2)增大 (3)減小摩擦
5．A 6．B
7．(1)在不計摩擦時，F＝Gh/s＝2000牛×2米/5米＝800牛。 (2)將物體拉到斜面頂部所做的功為有用功：W有用＝Gh＝2000牛×2米＝4000焦，在拉力F作用下把物體拉到頂端所做的功為總功：W總＝Fs＝1000牛×5米＝5000焦。機械效率
8．A 9．D
10．(1)
(2)工人師傅做的總功是多少 解答：W總＝Fs＝500牛×4米×2＝4000焦。
滑輪組的機械效率是多少 解答：
11．(1)WF＝Fs＝240牛×3×5米＝3600焦。
(2)W有用＝F′s′＝0.4×1500牛×5米＝3000焦。
(3)
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