2019-2020年高中物理 第1章 功和功率 第4講 人與機(jī)械學(xué)案 魯科版必修2.doc
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2019-2020年高中物理 第1章 功和功率 第4講 人與機(jī)械學(xué)案 魯科版必修2目標(biāo)定位1.知道機(jī)械的額定功率和機(jī)械效率的物理意義,能熟練計(jì)算機(jī)械效率.2.理解功率和機(jī)械效率是從不同方面反映機(jī)械性能的兩個(gè)物理量,它們之間無必然的聯(lián)系.3.了解現(xiàn)代機(jī)械的發(fā)展水平及使用一、功率與機(jī)械效率1機(jī)械效率:(1)定義:有用功與_的比值或_與總功率的比值(2)公式:_.(3)物理意義:表示機(jī)械做功或利用該機(jī)械實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)化的_程度2功率與機(jī)械效率:兩者是從不同方面反映機(jī)械性能的物理量,它們之間沒有必然的聯(lián)系功率大,表示機(jī)械_,機(jī)械效率高,表示機(jī)械對_的利用率高二、機(jī)械的使用使用目的用機(jī)械代替人力做功甚至完成超越人力的工作,使人們的工作更_、更_發(fā)展趨勢_水平越來越高,高智能機(jī)器人廣泛進(jìn)入生產(chǎn)、生活的各個(gè)領(lǐng)域想一想要行駛一段較長的路程,人們通常選擇一種合適的代步方式,如騎自行車、坐汽車或高鐵等人們選擇以車代步的目的是什么?一、對機(jī)械效率的理解及計(jì)算1機(jī)械效率是機(jī)械性能好壞的重要指標(biāo)之一,機(jī)械效率越高,機(jī)械越節(jié)能,能量利用率越高2機(jī)械效率與功率的區(qū)別功率機(jī)械效率定義物體所做的功跟完成這些功所用時(shí)間的比值有用功跟總功的比值或有用功率和總功率的比值公式P或PFv或,總小于1意義表示做功的快慢表示機(jī)械對總能量利用率的高低關(guān)系兩者沒有必然的聯(lián)系,功率大的機(jī)械效率不一定高,機(jī)械效率高的功率不一定大3.求解機(jī)械效率的步驟和方法(1)對機(jī)械進(jìn)行受力分析和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析,找出動(dòng)力和阻力,尤其注意分清有用阻力和無用阻力(2)根據(jù)功的公式求解動(dòng)力做的功(總功)、有效阻力做的功(有用功)、無效阻力做的功(額外功)(3)有用功與總功的比值就是機(jī)械的機(jī)械效率例1如圖1所示,利用輕滑輪將一質(zhì)量為100 kg的物體沿傾角37的斜面以速度v0.5 m/s勻速拉至高為h1.5 m的斜面頂端(sin370.6,cos370.8),斜面與物體間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2.試求:(取g10 N/kg)圖1(1)此過程中拉力F的功率是多少?(2)這一過程機(jī)械效率是多少?(保留兩位有效數(shù)字)針對訓(xùn)練不計(jì)一切摩擦,用如圖2所示的機(jī)械把裝有50 kg蘋果的水果筐勻速的提升到10 m高處已知水果筐的質(zhì)量為2 kg,求運(yùn)送蘋果的機(jī)械效率(g10 m/s2,結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)圖2二、提高機(jī)械效率的方法1當(dāng)總功一定時(shí),機(jī)械所做的有用功越多(或額外功越少),機(jī)械效率就越高當(dāng)有用功一定時(shí),機(jī)械所做的總功越少或額外功越少,機(jī)械效率就越高2要提高機(jī)械效率,通常是通過減少額外功來實(shí)現(xiàn)的,在無法減少額外功的情況下,則采用增大有用功的方式來實(shí)現(xiàn)3機(jī)械的機(jī)械效率不能無限地提高由于摩擦力的存在,機(jī)械的實(shí)際效率一定小于1.例2如圖3所示,不計(jì)任何摩擦,分別用甲、乙、丙、丁四個(gè)裝置把同一個(gè)物體勻速提升到同一高度,其中機(jī)械效率最小的是()圖3A甲 B乙 C丙 D丁提高機(jī)械效率的方法1有兩個(gè)人利用斜面共同將木箱拉上汽車,為了提高斜面的機(jī)械效率,下列做法中可取的是()A以較快的速度將木箱勻速拉上汽車B以較慢的速度將木箱勻速拉上汽車C改由一個(gè)人勻速將木箱拉上汽車D板長不變,改用光滑的斜面板將木箱勻速拉上汽車對機(jī)械效率的理解及計(jì)算2下列說法正確的是()A機(jī)械只能在額定功率下工作B機(jī)械效率越大,說明有用功率越大C功率的大小與機(jī)械效率的大小無關(guān)D隨著科技的發(fā)展機(jī)械效率有可能達(dá)到100%3某臺機(jī)器消耗的能量是1 250 J,它對外做了1 000 J的有用功,則這臺機(jī)器的機(jī)械效率是()A70% B75% C80% D90%4.如圖4所示,某工人用滑輪組往3 m高的平臺上運(yùn)送沙土,已知沙土的質(zhì)量為40 kg,箱子與動(dòng)滑輪共重100 N,不計(jì)繩重和摩擦,工人勻速拉動(dòng)繩索則此過程中工人做的有用功是多少?此滑輪組的機(jī)械效率是多大?(g取10 m/s2)圖4答案精析第4講人與機(jī)械預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)一、1.(1)總功有用功率(2)(3)有效2做功快總能量二、輕松有效智能化想一想既省力又提高速度,使人們更舒適課堂講義例1(1)380 W(2)79%解析該物體受到重力mg、斜面支持力N、摩擦力f、拉力F作用因?yàn)槲矬w沿斜面勻速向上運(yùn)動(dòng),所以垂直斜面方向的支持力Nmgcos37沿斜面方向2Ffmgsin37又fN由以上三式可得Fmg N380 N勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),拉力F的功率PFvF2v38020.5 W380 W(2)物體沿斜面移動(dòng)的距離s m2.5 m沿拉力的方向通過的距離L2s5 m總功W總FL3805 J1 900 J有用功W有用WGmgh100101.5 J1 500 J則100%79%.針對訓(xùn)練96%解析本題的有用功為W有用m果gh501010 J5103 J額外功為W額外m筐gh21010 J2102 J總功為W總W有用W額外5.2103 J所以運(yùn)送蘋果的機(jī)械效率100%100%96%.例2D根據(jù)題目條件可知,設(shè)物體的重力為G,每個(gè)動(dòng)滑輪的重力為G0.在把物體勻速提升到同一高度的過程中,克服重力所做的功等于有用功,四種情況下所做的有用功相同,均為W有用Gh.使用甲裝置時(shí),拉力所做的總功為W1Gh,機(jī)械效率為11;使用乙裝置時(shí),拉力所做的總功為W2(GG0)2hGhG0h,機(jī)械效率為21;使用丙裝置時(shí),拉力所做的功為W3(GG0)3hGhG0h,機(jī)械效率為321;使用丁裝置時(shí),拉力所做的功為W4(G2G0)5hGh2G0h,機(jī)械效率為43由此可以看出,丁的機(jī)械效率最小,故選D.對點(diǎn)練習(xí)1D無論是兩人還是一人勻速將木箱拉上汽車,所做的有用功是相同的,都等于木箱的重力與木箱上升高度的乘積要提高斜面的機(jī)械效率,只有減小額外功,也就是要減小摩擦阻力所做的功因此,選項(xiàng)D正確,其他選項(xiàng)均錯(cuò)2C機(jī)械實(shí)際工作的功率可以小于或等于額定功率,A錯(cuò);功率與機(jī)械效率無必然聯(lián)系,B錯(cuò),C對;克服額外阻力而做的無用功總是存在的,故機(jī)械效率不可能達(dá)到100%,D錯(cuò)3C根據(jù)機(jī)械效率的定義100%100%80%,選項(xiàng)C正確41 200 J80%解析工人做的有用功就是克服沙土重力所做的功:W有用mgh40103 J1 200 J.工人做的總功就是克服沙土、箱子和動(dòng)滑輪總重力所做的功:W總(mgG)h(4010100)3 J1 500 J.機(jī)械效率為100%80%.- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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