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文檔簡介

1、有關功、機械效率和功率的計算 一、復習目標:1、了解各簡單機械杠桿、滑輪、斜面的特點 2、要做到容易解答簡單的關于機械效率的計 算 3、學會關于機械效率的綜合計算 二、知識儲備: 1.對于簡單機械來說,提升重物時,克服_所做的功為有用功,實際拉力做的功為_.那么機 械效率的計算公式可寫作 =_. 2、在力學中,功包含兩個必要的因素分別是 為 W= ,克服阻力做功的公式為 W= 。 3、計算機械效率的公式是 三、典例解析: 1、簡單的有關滑輪組的機械效率的計算 例 1:用如圖 1 所示滑輪組將重 6×102N 的物體勻速提高 2m,拉力所做的功為 2×103J,所用的時間為

2、20s。求: (1)有用功; (2)拉力的功率; (3)該滑輪組的機械效率。 。 和 ,計算功的公式 W= 。克服重力做功的公式 跟蹤練習:1、如圖 1 是伍實同學在測量滑輪組的機械效率實驗的圖形,重物的質量為 200g,每個滑輪的質量 都為 50g,不計繩子與滑輪、滑輪軸之間的摩擦,使用滑輪組使鉤碼勻速直線上升 10 ,則人的拉力大小為 N,有用功為 J,額外功為 J,機械效率為 2、用如下圖所示的滑輪組吊起重物,不計繩重和摩擦。 (1)當物重為 150N 時,繩端所用的拉力是 60N,此時滑輪組的機械效率是多少? (2)當所吊重物為 300N 時,10s 內重物被勻速提高 2m 時,繩端拉

3、力做功的功率是多少? 2、有關斜面的機械效率的計算 例題:如圖所示。斜面長 1m,搞 0.2m ;將 10N 重的物體 A 從斜面底端勻速拉到斜面頂端,需要用平行于斜面 的力 2.5N,那么: (1斜面的機械效率是多少? (2重物上升過程中克服摩擦做了多少額外功? (3為了提高該斜面的機械效率,同學們提出了一些建議: A、以較快的速度將重物勻速拉到斜面頂端 B、以較慢的速度將重物勻速拉到斜面頂端 C、改用光滑的、板長和高度均不變的斜面 其中建議_(填番號可以達到目的;理由是:_ 跟蹤練習:1、如圖所示裝置將重為 100N 的物體勻速從斜面的底端拉至頂端。已知斜面的長是 5m, 高是 2m,拉力

4、 F=50N,則該裝置的機械效率為( ) 2、如圖所示,將體積為 2.0×10-3m3 的木塊,沿斜面勻速上拉時彈簧測力計的示數為 4N,松木沿斜 面移動 1m,上升的高度為 30cm。求: (1)松木塊的重力。 (2)斜面的機械效率。 (g=10N/kg, 木=0.5×10 kg/m ) 3 3 3、關于機械效率的綜合計算 例 3.一質量為 6kg 的石塊,沉在裝水的容器底部,某同學用一動滑輪將石塊從水中勻速提起 1m,但石塊沒有 露出水面,如圖所示,已知繩的自由端拉力為 25N,求石塊在上升過程中: (1)石塊受到的浮力為多少? (2)繩的自由端拉力做功為多少? (3)

5、動滑輪的機械效率為多少? ( 石=3×103kg/m3,g=10N/kg) 達標測試 1、如圖 3 所示,物重 G 為 600N,用滑輪組將重物勻速提升 5m,所用的拉力 F 為 250N,滑輪組 的機械效率為 _;若不計摩擦,被提升的物重增加時,滑輪組的機械效率 將 _(選填“變大”“變小”或“不變”。 、 ) 2、一人師傅常利用斜面把重物搬運到汽車上。如圖 5,汽車車廂高度 h=1.5m,斜面長度 s=3m, 現用力 F 沿斜面把重籮筐 G=1800N 的重物勻速拉到車上。若不計摩擦,拉力 F 為_N;若實 際拉力 F=1200N,則該斜面的機械效率是_。 3、如圖 6 所示,用

6、一動滑輪拉一物體 A 以 0.5m/s 的速度在水平面上作勻速直線運 動,物體 A 重為 20N,受到的摩擦阻力是物重的 0.2 倍,水平拉力為 2.5N,則在 2s 內拉力做的功是_,滑輪的機械效率是_(不計滑輪重力 4、下列關于功率和機械效率的說法中,正確的是( A功率大的機械,做功一定多 C效率高的機械,功率一定大 ) B做功快的機械,功率一定大 D做功多的機械,效率一定高 ) B.額外功越大,機械的機械效率就越低 5、關于機械效率,下列說法正確的是( A.有用功越大,機械的機械效率就越高 C.總功越大,機械的機械效率就越低 D.有用功與總功的比值越大,機械的機械效率就越高 6、甲乙兩機

7、械,甲的機械效率是 70、乙的機械效率是 50,下列說法中正確的是: A、使用甲機械做功省力 B、甲機械做功快 C、相同時間內,甲機械完成的功多 D、乙機械的額外功在總功中占的比例大。 7、小雪和小紅在“測滑輪組機械效率”的實驗中,一起組裝好如圖 8 所示的實驗裝置,他們分別記下了鉤碼 和彈簧測力計的位置。 (1)小紅_向上拉動彈簧測力計,使鉤碼升高,并由彈簧測力計讀出拉力為 0.5N,同時小雪用用刻 度尺測出鉤碼提升的高度為 0.1m,以上測量準確無誤,其他被測物理量和計算的數據如下表: 鉤碼重(N) 2 彈簧測力計提升的高度(m) 0.4 有用功(J) 0.2 總功(J) 0.2 機械效率

8、 100% (2)小雪和小紅測得滑輪組的機械效率為 100%,他們意識到出現了錯誤,請你幫助找出原因 _ (3該滑輪組的機械效率實際為_ (4若提升的鉤碼重增加到6N,則該滑輪組的機械效率將_(選填變大、變小、不 變) 8、如圖 9 所示,物體重 180N,動滑輪重 20N,繩重和摩擦不計.在拉力 F 的作用下,物 體正以 0.1m/s 的速度勻速上升.求: (1)拉力 F; (2)拉力做功的功率; (3)動滑輪的機械效率. 10、某人在河岸上, 借助岸邊的大樹, 利用滑輪組通過拉繩使停泊在水中的船勻速靠岸 已知滑輪 組 是 由 一 個 定 3 滑 輪 和 兩個 動 滑輪 組 成的 (滑 輪

9、和 拉繩 自 重不計,船的總質量為7 92×10 kg, 船勻速移動時受到水的阻 力是船重的0 01倍, 船受到滑輪組的拉力與人拉繩子的力始終水平,若人的拉力是220N,船靠岸的速度是03m S,(g=10Nkg求: (1滑輪組的機械效率 (2人拉繩的功率 有關密度、壓強及浮力的計算 一、復習目標 (1)熟記密度壓強浮力的計算公式 (2)學會有關密度、壓強及浮力的計算題的解題方法 二、知識儲備 1、密度的計算公式 2、壓強的計算公式 p 平面的壓強) 變形公式 m (適用于所有壓強) v p (適用于液體壓強和密度均勻的柱體對水 3、 計算浮力的公式有: (1) 浮 G 排 F (適

10、用于知道液體密度和能知道排開液體的體積時) (2) 浮 F (適用于知道物重和彈簧測力計的示數時,探究實驗中用得較多) (3)F 浮 (適用于漂浮和懸浮的 物體) (4)F 浮 (適用于知道壓力的題目中) 三、典例解析 1、有關密度的計算 例 1、一個容器裝滿水,總質量為 65 克,將 30 克的沙子投入容器中,有水溢出,此時容器及水、沙子的總質 量為 83 克,求沙的密度? 針對性練習: 1、質量 0.9 千克的水結成冰后,體積增大了 0.1 升,求:(1)冰的質量是多少?(2)冰的密度是多少? 2、純酒精的密度是 0.8×103 Kg/m3 ,某工廠生產的酒精要求含水量不超過 1

11、0%,用抽測密度的方法來檢驗, 則合格產品的密度應在什么范圍之內? 2、有關壓強的計算 例 2、 如圖 1 所示, 一梯形截面容器重 10N, 容器底面積是 200cm2 , 倒入 4 Kg 水的高度是 30cm。 (g10N/Kg ) 求: (1)容器底所受水的壓強(2)容器底所受水的壓力(3)容器對桌面的壓強 針對性練習: 1、通常情況下,物體壓在同樣的泥地上,如果壓強相同則壓痕深度相同。野生動物調查員在泥地上發現黑熊 剛留下的足印,為了估算黑熊的質量,他把底面積為 10 cm2 的容器放在足印旁邊的泥地上,再慢慢往容器中 倒沙子, 直到泥地上出現和黑熊足印相同的痕跡, 測出此時裝了沙子的

12、容器總質量為 1.25Kg,g10N/Kg ,求: (1)裝了沙的容器對泥地的壓強(2)量出黑熊與地接觸的足印痕總面積共 800cm2,估算黑熊的質量有多大? 2、在日常生活中,為了提高烹煮食物的溫度,縮短烹煮的時間,人們利用水的沸點隨氣壓的升高而升高的性 質制造出了高壓鍋。某種規格的高壓鍋出氣口的直徑為 3.2mm,計算出它的面積為 8mm2 ,要使鍋內氣壓達到 2 個標準大氣壓,請計算該高壓鍋應配的限壓閥的質量為多少克?(外界氣壓為 1 標準大氣壓,1 標準大氣壓取 105 Pa,g10N/Kg ) 3、有關浮力的計算 例 3、將重為 4.5N,體積為 0.5dm3 的銅球浸沒在水中后放手

13、,銅球靜止后受到的浮力為多少? 針對性練習: 1、如圖 2 所示的是棱長為 0.1m 的立方體鋁塊,它的每個正方形表面的面積是( )m2 ,如 果它下表面受到水向上的壓力是 20N,下表面受到水的壓強是( )Pa,上表面受到水的壓強 是 ( ) 上表面受到水向下的壓力是 Pa, ( ) 鋁塊受到水的浮力是 N, ( ) 。 N (g10N/Kg) 2、用手將一重為6N的物體全部壓入水中,物體排開的水重為10N,此時物體受到的浮力為 N;放手后物體將 (填“上浮”“下沉”或“懸浮”,待物體靜止時所受浮力為 、 ) N。 3、 古人稱黃河水是 “一石水, 六斗泥” 創意中學綜合實踐小組從黃河中取了

14、 2×10-3m3 的水, 。 稱得質量為 2.2kg, 由此可知含泥沙的黃河水的密度為 kg/m3。一條貨船在黃河中航行時,浸在水中的體積是 30m3。船受到的 浮力為 N。在碼頭將貨物卸下后,河水對船底壓強大小的變化情況是 (本題 g 取 10 N/kg) 。 4、密度、壓強及浮力的綜合計算 例 4、質量為 1.5kg 的木塊,漂浮在水面上,有 2/5 的體積露出水面則木塊所受的浮力為多少?木塊的密度為 多少? 例 5、 (廈門市 2006)在彈簧測力計下掛一圓柱體,從盛水的燒杯上方某一高度緩慢下降,圓柱體浸沒后繼續 下降,直到圓柱體底面與燒杯底部接觸為止,如圖 17 所示是圓柱

15、體下降過程中彈簧測力計讀數 F 隨圓柱體下 降高度 h 變化的圖像。求: (1)分析圖像可知,圓柱體重力是_N; (2)圓柱體浸沒在水中時,受到的浮力是_N; (3)圓柱體的體積是_m3; (4)圓柱體的密度是_kg/m3; (5)分析圖像 BC 段,可得結論:物體浸沒液體 之前,浸入液體的深度越深,受到的浮力越_(選填“大”或“小”; ) (6)分析圖像 CD 段,可得結論:_。 例 6.一個重為 10N 的實心合金球,浸沒在水中時,排開了 4N 的水,則合金球受到水的浮力是多少?若將它放 入酒精中靜止時,合金球受到的浮力是多少?若將它放入水銀中靜止時,合金球受到的浮力是多少?(酒精的 密度

16、是 0.8×103 Kg/m3 水銀的密度是 13.6×103 Kg/m3 g10N/Kg ) 針對性練習: 1、 (黃岡市 2006) 在南極考察中使用的海洋破冰船,針對不同的冰層有不同的破冰方法。 其中一種破冰方法是: 接觸冰面前,船全速航行,船體大部分沖上冰面,就可以把冰壓碎。 (1當破冰船航行于海面時,它的排水體積約為 1500m3,求船自身的重力。 (2在一次破冰行動中,當船沖到冰面上時,船的排水體積變為原來的三分之一,船與冰層接觸面積為 5m2,此 時破冰船對冰層的壓強是多少?(海水的密度取 1.0×103kgm3 四、達標檢測 1、 (連云港市 20

17、06)李靜同學進行了如圖所示的實驗:她先測量出容器中水深為 20cm,然后將一掛在彈簧測 力計下的長方體物塊緩慢地浸入水中(完全浸沒時水不會溢出) 。實驗過程中,她記下彈簧測力計的示數 F,并 測量出對應情況下容器中水的深度 h,實驗數據如下表: 實驗次數 1 1.5 20.0 2 1.4 20.5 3 1.3 21.0 4 1.2 21.5 5 1.1 22.0 6 1.0 22.5 7 1.0 22.5 8 1.0 22.5 h F/N h/cm (g 取 10N/kg, 水1.0×103kg/m3) 在物塊未浸入水中時,水對容器底部的壓強為多少?在物塊完全浸入水中時,其受到的浮

18、力為多大? 分析表中數據變化規律,你能得到什么結論? 2、 (2005 江蘇南通)如圖所示,放在水平桌面上的圓柱形容器重 4N,底面積為 100 cm2 ,彈簧測力計的掛鉤 上掛著重為 10N 的物體,現將物體浸沒水中,容器的水面由 16cm 上升到 20cm (g 取 10N/kg求: (1)物塊放入 水中前,容器底受到水的壓強是多少?(2)物塊的密度是多少?(3)物塊受到的浮力(4)物塊浸沒水中后 容器對桌面的壓強。 3、 (2006 玉林市) 我們來對物體浮沉現象進行探究把一截圓柱體蠟燭豎直放入水中, 發現蠟燭漂浮在水面上(如 圖 19 所示 (1若要使蠟燭處于懸浮狀態,應該加入適量的食

19、鹽還是加入適量的酒精?請說明理由. (2蠟燭漂浮在水中時,測得露出水面的體積為總體積的1/10,求蠟燭的密度是多大 4、 (2006 眉山)木塊 A 的體積為 500 cm3,質量為 300g,用細線拉著浸沒于盛水的圓柱形容器中,容器的底面 積為 100 cm2,容器內水面高度為 30 cm,如圖所示,求:(1物體受到的浮力;(2水對容器底的壓強;(3繩 子的拉力 T;(4若剪斷繩子后,木塊靜止時,水對容器底的壓強。(g 取 10N/kg 跟蹤練習:一、1、0.5N,0.1J,0.05J,66.7 2、 (1)83.3 (2)66 二、1、40 2、 (1)10 (2)75三、1、1:5 2、

20、 (1)20N, (2)50J (3) 80 達標測試:180,變大 2。10,5 3。80,300J 4。900N,75 5。5J,80 6。B 7。D 8 D 9。B 10。 (1)勻速豎直(2)彈簧測力計提升的高度應是 0.5m (3)80(4)變大 11 (1)100N(2)20W(3)9012 (1)66.7, (2)470W (電動機消耗的電能是所做的機械能和產生的熱能的和) 13 (1)3×104N,最近(根據杠桿的平衡條件) (2)7×104J,50147×104Pa, 72000J 15(190,(2264W(據推導公式 P=Fv 計算) 16 (1)60, (2)1500W 17 參考答案 三、1、例 1:2.5×103kgm

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