第4节 人与机械 学 习 目 标 知 识 脉 络(教师用书独具) 1.知道机械的额定功率和机械效率的物理意义，能熟练计算机械效率．(重点) 2．理解功率和机械效率是从不同方面反映机械性能的两个物理量，它们之间无必然的联系．(难点) 3．了解现代机械的发展水平及使用. 一、功率和机械效率 1．机械效率 (1)定义：有用功与总功的比值或克服有用阻力做功的有用功率与总功率的比值． (2)定义式：η＝＝. (3)特点：不考虑摩擦阻力和其他额外阻力的理想情况下，机械效率等于1，实际情况中机械效率总小于1. (4)物理意义：表示机械做功或利用该机械实现能量转化的有效程度的物理量． 2．功率与机械效率 功率和机械效率是从不同方面反映机械性能的两个物理量，它们之间没有必然联系．功率大，表示机械做功快；机械效率高，表示机械对总能量的利用率高． 二、机械的使用 1．使用目的 代替甚至超越人力工作，使人们的工作更轻松、更有效． 2．发展趋势 智能化水平越来越高，高智能机器人广泛进入生产、生活的各个领域． 3．注意问题 智能化机械若使用不当，会给人类造成危害． 1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)在理想情况下，机械效率可以大于1. (×) (2)有用功增大时机械效率一定增大． (×) (3)功率的大小和机械效率没有关系． (√) (4)总功一定，增大额外功可以提高机械效率． (×) (5)有用功一定，减少额外功可以提高机械效率． (√) (6)额外功一定，减少总功可以提高机械效率． (×) 2．下列关于功率和机械效率的说法中，正确的是( ) A．现在机械的机械效率小于1，将来有可能出现新的机械，其效率突破1 B．功率的大小与机械效率的大小无关 C．机械效率越大，说明有用功率越大 D．功率越大，机械效率越大 B [机械在做功的过程中，由于W总＝W有用＋W额外，所以W有用永远不可能大于W总，因此机械效率不可能大于1，故A错误．功率和机械效率是两个不同的物理量，功率是表示做功快慢的物理量，机械效率是表示对总能量利用率大小的物理量，两者没有必然联系，故B正确，D错误．机械效率越大，说明有用功率在总功率中占的比重越大，并不能说明有用功率越大，有可能是额外功率变小了，故C错误．] 3．甲、乙两个机械的机械效率分别为80%、60%，两者相比，则下列说法中正确的是( ) A．使用甲机械省力 B．使用甲机械做功快 C．在相同时间内，使用甲机械完成的功多 D．乙机械的额外功在总功中占的比例大 D [机械效率是有用功和总功的比值，表示有用功在总功中所占的份额，与是否省力、做功多少和做功快慢无关．] 功率和机械效率 功率 机械效率 定义 物体所做的功跟完成这些功所用时间的比值 有用功跟总功的比值或有用功率和总功率的比值 公式 P＝或P＝Fv η＝或η＝，总小于1 意义 表示做功的快慢 表示机械对总能量利用率的高低 关系 两者没有必然的联系，功率大的机械效率不一定高，机械效率高的功率不一定大 【例1】 由一个动滑轮和一个定滑轮组成的滑轮组，把一重为40 N的物体匀速提升1 m时，人站在地面上所用的向下的拉力为25 N．若绳重及摩擦不计，则滑轮组的机械效率为多大？滑轮有多重？ 思路点拨：解此题的关键是理解“向下的拉力”，说明有两段绳子拉着动滑轮． [解析] 由题意知，有两段绳子承受物体和动滑轮的重力． W总＝Fs＝F×2h＝25×2×1 J＝50 J W有用＝Gh＝40×1 J＝40 J 所以机械效率η＝＝80% W额外＝W总－W有用＝10 J，G动滑轮＝＝10 N. [答案] 80% 10 N 求解机械效率的步骤和方法 (1)对机械进行受力分析和运动状态分析，找出动力和阻力，尤其注意分清有用阻力和无用阻力． (2)根据功的公式求解动力做的功(总功)、有效阻力做的功(有用功)、无效阻力做的功(额外功)． (3)有用功与总功的比值就是机械的机 ... ...
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