简单机械和机械效率图文稿
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简单机械性质和其机械效率1、滑轮①定滑轮:实质是一个等臂的杠杆,使用定滑轮不省力,但能改变力的方向。
②动滑轮:实质是个动力臂(l 1)为阻力臂 (l 2)二倍的杠杆,使用动滑轮能省一半力,但费距离,且不能改变力的方向。
③滑轮组:使用滑轮组时,滑轮组用几段绳子吊着物体,提起物体所用的力就是物重的几分之一。
F nG G =+1()物轮,其中n 表示吊着物体的绳子的段数。
※2、滑轮组必备公式竖直拉物体时:()动G G n F +=1水平拉物体时:f n1F =(f 为物体受到地面的摩擦力) S 绳=nS 物 (用此公式从实验数据中判断绳子股数)v 绳=nv 物 (计算功率是常用)注意:S 绳 和v 绳 为绳子自由端移动的距离和速度即动力F 的距离和速度;n 为滑轮组绳子的股数;S 物和v 物 为绳子自由端移动的距离和速度;G 物为物体受到的重力大小,G 轮为动滑轮受到的重力。
※3、有用功○1若使用机械的目的是提升重物,那么克服物体的重力做的功就是有用功。
设重物的重力为G ,提升的高度为h ,则W Gh 有用=;○2如果使用机械的目的是在水平面上平移重物,那么克服物体与水平面间的摩擦力做的功就是有用功。
设摩擦力为f ,物体移动的距离为s 物,则W 有=fS物4、常见机械的机械效率求法(η=)○1滑轮组: 竖直情况:用滑轮组提升重物时,克服重物的重力所做的功是有用功,对动滑轮的重力、绳子的重力、摩擦所做的功是额外功,绳子上的拉力所做的功是总功。
W 有=G 物h W 额=G 动h W 总=Fs 绳水平情况:用滑轮组拉物体水平运动时,克服地面的摩擦做的功是有用功。
拉力所做的功是总功。
W 有=fS 物 W 总=FS 绳 F = S拉=nS 物○2斜面:(F 表示拉力,L 表示斜面的长,G 表示物体的重力,h 表示斜面的高。
) 理想情况:利用斜面来提升重物,若不计摩擦,则: FL =Gh 一般情况:利用斜面来提升重物,若考虑摩擦,则:计算公式: W有=G 物h W 额=fL W 总=FL机械效率之例题精讲例1.用图示滑轮组拉着一重为100牛的物体A 沿水平面做匀速运动,所用拉力F 为40牛。
简单机械原理与机械效率分析机械是人类利用自然力量创造的工具,简单机械是机械学中最基本的部分,它们由一些简单的零件组成,能够转换力的大小或方向。
了解简单机械的原理和机械效率对于我们理解和应用机械设备至关重要。
一、杠杆原理杠杆是一种最简单的机械装置,由一个支点和两个力臂组成。
根据杠杆原理,当一个力作用在一边的力臂上时,另一边的力臂会产生一个力矩,使得物体绕支点旋转。
杠杆可以放大力的大小或改变力的方向。
例如,当我们用杠杆来举起一个重物时,可以通过增加力臂的长度来减小所需的力量,从而减轻我们的劳动强度。
二、轮轴原理轮轴是由一个轮和一个轴组成的机械装置。
根据轮轴原理,当我们施加一个力在轮上时,轮会产生一个力矩,使得轴绕自身旋转。
轮轴可以改变力的方向,并且可以放大力的大小。
例如,当我们使用轮轴来开启门锁时,我们只需要施加一个较小的力在轮上,就可以通过轮轴的放大效应轻松地打开门锁。
三、斜面原理斜面是一个倾斜的平面,可以用来减小物体所受的重力。
根据斜面原理,当一个物体沿着斜面上升时,所需的力量会减小。
斜面可以减小力的大小,但需要增加施力的距离。
例如,当我们使用斜面来抬起一个重物时,我们可以通过增加斜面的长度来减小所需的力量,从而减轻我们的劳动强度。
四、滑轮原理滑轮是一个带有凹槽的轮子,可以用来改变力的方向。
根据滑轮原理,当我们用力拉动滑轮上的绳子时,绳子会改变方向,并且会产生一个力矩,使得滑轮绕自身旋转。
滑轮可以改变力的方向,并且可以放大力的大小。
例如,当我们使用滑轮来举起一个重物时,我们可以通过增加滑轮的数量来减小所需的力量,从而减轻我们的劳动强度。
机械效率是指机械设备转换能量的效率。
它可以通过以下公式计算:机械效率 = 有用输出能量 / 输入能量机械效率的值通常介于0和1之间,表示机械设备的能量损失情况。
当机械效率接近1时,表示机械设备的能量转换效率较高;而当机械效率接近0时,表示机械设备的能量损失较大。
机械效率的高低取决于机械设备的摩擦、空气阻力和能量损耗等因素。
简单机械和机械效率集团文件版本号:(M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988)
简单机械和机械效率
1.一人站在地面上,要用滑轮组提升重力为G的物体,如图58所示,(1)如要求拉力最小,试在图上画出滑轮组的绕线;(2)忽略滑轮的重力及一切摩擦,则拉力F与G的大小关系是______;(3)如在实际情况下,拉力为F‘(F’>F),则该滑轮组的机械效率为______。
2.外力对水泵做了7×105焦耳的总功,水泵把5×103千克的水送到10米高处,计算:
(1)水泵完成的有用功是多少
(2)水泵的机械效率是多少
3.图59中,一个重量为50牛顿的物体,在F=10牛顿的外力作用下,自底端A匀速运动到顶端B所需要时间为16秒,设斜面的高为12米,机械效率为75%,该物体从A运动到B的速度是多少?
4.如图60所示,用滑轮组提起重物的质量为36千克,若以0.5米/秒的速度向上拉动绳子自由端,使重物上升2米,求拉力F所做的功和功率(
不计滑轮组的重量及摩擦)
5.水平面上有一重20牛顿的物体,在水平拉力作用下,以v=1米/秒的速度作匀速直线运动,若物体所受摩擦阻力为5牛顿,求拉力在10秒内做的功和功率?6.如图61所示,用滑轮组将重量是120牛顿物体提高2米。
求:
(1)如不计滑轮组的重量及摩擦,弹簧秤的读数是多少?
(2)弹簧秤的实际读数是50牛顿,总功是多少滑轮组的机械效率是多少
7.要将货物在1分钟内提高10米,某人的拉力只能达到300牛顿,为了提升货物省力又方便,他利用机械效率为80%的滑轮组(如图62)。
(1)在图上画出绳子的绕法。
(2)某人使用该滑轮组,一次最多可提升多少重量的货物
(3)某人在匀速提升货物过程中最大的有用功率是多少?
8.用如图63所示的滑轮组匀速提起重物,当重物升高1米时,绳的自由端拉下4米。
(l)用笔画出此滑轮组绳子的绕法。
(2)如果物重2400牛顿,所用拉力是800牛
顿,
那么,拉力做的总功是多少这滑轮组的机械效率是多少
9.货物重G为400牛顿,沿着长l为4米、高h为2米的斜面。
(如图64,由底端匀速推到顶端,如果推力F是250牛顿,求:(1)推力所做的功;(2)有用功;(3)斜面的机械效率。
10.用10千瓦的电动机带动一台水泵给水塔抽水,水塔容积为20米3,水被提升的高度为20米,抽水系统的总效率为50%,问多长时间可以抽满?
11.搬运工人沿着长4米,高2米的斜面,将质量为100千克的货物由斜面底端匀速推到顶端。
(1)如果不考虑斜面摩擦,工人沿斜面方向的推力多大
(2)如果斜面的机械效率为80%,这时工人沿斜面方向的推力又是多大
12.如图66所示,滑轮组提起重2000牛顿的货物,所用的拉力是800牛顿,绳子的自由端被拉下4米,拉力对滑轮组做的总功是多少滑轮组提起货物做的有用功是多少这个滑轮组的机械效率是多少
13.如图67的动滑轮,提起重为G=135牛顿的重物,拉力F=90
牛顿,拉起重物后,绳于从A 点向上拉出的长度为2米,求:
(1)拉力F 做的有用功。
(2)拉力F 做的总功。
(3)动滑轮的机械
效率。
(4)如果用第二种绕法,F1为70牛顿,则F1做了多少
总功(
5)F1做了多少额外功(6)滑轮组的机械效率为多大
15. 如图是一种居民楼电梯结构的截面示意图。
A 为电梯厢,厢底有两个动滑轮B ,其功能相当于一个动滑轮,使用两个动滑轮的好处是能帮助电梯保持稳定。
C 为配重,起平衡作用。
在拉力F 作用下电梯厢能在电梯井中沿竖直通道上下运行。
现有10个人同时乘坐电梯(每个人的质量均按60kg 计算),电梯厢以0.5m/s 的速度匀速上升时,拉力为1F ,1F 的功率1p 为10kw ,动滑轮B 的机械效率为1η;电梯厢运行了12m 后,从电梯中下去了5个人,此后电梯厢以s m /5.0的速度上升时,拉力为2F ,2F 的功率为2P ,动滑轮B 的机械效率为2η。
(不计绳重及滑轮摩擦,g 取kg N /10)
求:(1) 1η∶2η;(2)拉力2F 的功率2P 。