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= W 有用X100％W 总
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
图13.3-1
= 500J 100J ⨯100% =⨯100% 600J 600J
=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
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
B. 在水平方向上拉动物体距离)
5. 如何提高机械效率?
由η＝＝可知: , 即η＝ . s 物为物体移动的距离,s 动力为拉力移动的
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.