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1、人與機(jī)械-例題解析
【例1】如圖所示,電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)卷揚(yáng)機(jī)卷筒,通過卷繩及動(dòng)滑輪將重物勻速拉上斜面頂端,已知重物重19600 N,斜面高與斜面長的比h/L=1/2,重物沿斜面向上勻速運(yùn)動(dòng)的速度為1.5 m/s.試求：
(1)斜面、滑輪為理想機(jī)械時(shí),電動(dòng)機(jī)的輸出功率和繩的拉力;
(2)若滑輪的效率η1=90%,斜面的效率η2=70%,則以同樣速度拉動(dòng)重物,電動(dòng)機(jī)的功率P和繩的拉力F各等于多少？
解析：(1)重物升高h(yuǎn),沿斜面滑行距離為L,繩拉上的長度為2L,速度v=,因此有用功 W有=Gh或W有=2FL,總功W總=Pt,根據(jù)功的原理Pt=Gh=G.
所以P=G=14700 W
2、又2FL=Gh,F=,,所以F==4900 N.
(2)對實(shí)際機(jī)械組合來說,有用功為W有=Gh,對斜面輸入的功即總功來說,根據(jù)功的原理為
W總′=
對滑輪來說有用功即為對斜面的輸入功
W有′=
輸入滑輪的功,也就是動(dòng)力功,為整個(gè)機(jī)械組合的總功W總=P′t,根據(jù)功的原理又為
W總=W有′/η1=
所以P′t=,
P′=
因?yàn)閔=,代入上式P′===23300 W
根據(jù)功的原理有F·2L=
F==7780 N.
點(diǎn)評(píng)：機(jī)械效率是表示做功有效程度的物理量,效率越高,所做總功中有用功的比例越大.
η=×100%,η=×100%
W總=W有+W額,η總小于1.
【例2】
3、 關(guān)于機(jī)械效率,下列說法正確的是
A.有用功越大,機(jī)械的機(jī)械效率就越高
B.額外功越大,機(jī)械的機(jī)械效率就越低
C.總功越大,機(jī)械的機(jī)械效率就越低
D.有用功與總功的比值越大,機(jī)械的機(jī)械效率就越高
解析：機(jī)械效率的高低是由有用功、總功兩個(gè)因素決定的,若只分析一個(gè)因素的大小,不能判斷機(jī)械效率高低.選項(xiàng)A、B要在總功一定的前提條件下,才是正確的.選項(xiàng)C要在有用功或額外功一定的前提條件下,才是正確的.選項(xiàng)A、B、C只說出影響機(jī)械效率高低的一個(gè)因素,因此無法確定機(jī)械效率的高低.
答案:D
點(diǎn)評(píng)：機(jī)械效率由有用功和總功兩個(gè)因素決定.
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.
當(dāng)額外功一定時(shí),機(jī)械所做的總功越多或有用功越多,有用功在總功中所占的比例就越大,機(jī)械效率就越高.所以,在分析機(jī)械效率的高低時(shí),不能只看一個(gè)因素,要全面進(jìn)行 分析.
高中物理 第1章 第4節(jié) 人與機(jī)械例題解析 魯科版必修2（通用）
