關于機械效率計算的常見錯誤分析-文庫吧
2025-06-01 03:41 本頁面
【正文】 平方向移動，40s內(nèi)物體移動了8m，拉力F作的功為1280J。求：（1）拉力F的大小和拉力的功率；（2）若動滑輪的重為12N（不計繩重及摩擦），計算滑輪組的機械效率.問題四：結構固定的同一滑輪組機械效率認為不變.【案例4】：用滑輪組勻速提升重為N的物體，作用在繩子自由端的拉為625N，拉力所作的功為J，滑輪組的機械效率η=80﹪，若不計繩重及摩擦，將提升的重物改為重N的物體，求作用在繩子自由端的拉力。錯解：由η= 得W有=ηW總1=J=1J由W=Fs得s=，h=由η=得F2=【解析】:本題錯誤在于在解題過程中認為用同一滑輪組提升重力不同的物體時，滑輪組的機械效率是不變的。事實上，同一滑輪組提升較重物體，機械效率較大，其正確解法是：由η=得，W有=η J=1104J由得，所以承擔總重量繩子的段數(shù)由得當改為重【感悟】本題之所以易錯，關鍵在于部分同學認為同一機械中額外功不變，機械效率就不變，而忽略了重物變化，有用功和總功隨之改變，從而導致機械效率變化。實際上，根據(jù)η= 可知，滑輪組機械效率大小與G和G動都有關，G動不變，G變化時，η也是變化的。所以，提高機械效率的方法之一就是盡量減少額外功，采取減輕機械自重（G動）和加潤滑油來減小摩擦；另一種方法就是對于G動不變時，盡量讓機械滿載（即增大G），就能充分發(fā)揮機械的作用，即提高機械效率。【拓展】如下圖所示，用40N的拉力，使物體G勻速上升，不計繩重和摩擦，整個裝置的機械效率為75﹪。求：（1） 物體G和動滑輪重各是多少？（2） 若繩能承受的最大拉力為50N，此裝置的機械效率可提高到多少？以上幾例都是學生在解決機械效率時常見錯誤，為避免錯誤，本文現(xiàn)對有關概念和公式歸類如下，以供在解決實際問題時選擇。一、有關三種功：有用功：機械對物體所做的功。常用計算方法有：A、豎直拉物體時W有用=Gh，此公式對沿斜面上拉物體和杠桿提升物體也適用。B、對于水平滑輪組拉物體前進，題中一般都是物體水平方向勻速運動，拉物體的力與物體克服阻力互為平衡力，大小相等。C、W有用=W總—W額外D、W有用=ηW總總功：人（動力F）對機械做的功，用W總=Fs或W總= W有/η來計算。額外功：不需要但又不得不做的功，一般用W額外=W總W有計算。二、機械效率：有用功與總功的比值。定義η=100﹪，它只有大小，無單位，且η﹤100﹪，即η﹤1。對于滑輪組的機械效率的計算，分為豎直拉物體和水平方向拉物體兩種情況：A、豎直拉物體時η= ，其中大多數(shù)題目中以應用η=和η=解題較易。B、水平方向拉物體勻速前進時η=100﹪==（f指物體受水平方向阻力，s指物體移動距離，F(xiàn)指繩子自由端所受拉力，S指繩子自由端移動距離，n指拉動滑輪的繩子段數(shù)。）另外，對于斜面的機械效率也可用η= 計算（注意：F指物體沿斜面所受拉力，f摩不等于F）；對于杠桿提升重物的機械效率也用η= 來計算。結合以上公式分類，希望同學們能聯(lián)系具體題目加以練習，減少錯誤，真正理解公式的含義，學好用好公式，去解決物理中的各種實際問題。機械效率問題的基本思路 機械效率是學生學習的重點和難點，它把《簡單機械》和《功》這兩章內(nèi)容緊密地聯(lián)系起來，綜合性較強，學生較難理解。下面談一談解答機械效率問題的基本思路： 1. 首先應認真審題，搞清題目中的物理現(xiàn)象及過程。 、額外功和總功。 根據(jù)人們使用機械的不同，有用功的計算也不盡相同。例如：若使用機械的目的是提升重物，那么克服物體的重力做的功就是有用功。設重物的重力為G，提升的高度為h，則；如果使用機械的目的是在水平面上平移重物，那么克服物體與水平面間的摩擦力做的功就是有用功。設摩擦力為X，物體移動的距離為s，則。額外功是指對人們無用但又不得不額外做的功。由于滑輪與軸之間和繩與滑輪之間的摩擦以及機械的自重總是客觀存在的，因此額外功總是不可避免的。而總功是人們作用在機械上的動力所做的功。設動力為F，動力使物體移動的距離為s，則；如果動力對機械做功的功率為P，做功的時間為t，則。； 解題時還應注意有關的幾何關系。 如果使用滑輪組提升重物時，若重物升高hm，承拉重物的繩的股數(shù)是n股，則繩自由端移動的距離s=nh，動力作用的繩端移動的速度是重物上升速度的n倍。如果使用滑輪組沿水平方向拉物體時，若物體移動lm，隨擔物體與水平面間的摩擦力的繩的股數(shù)是n股，則繩自由端移動的距離s=nl，動力作用的繩端移動的速度是物體移動速度的n倍； 4. 機械效率的公式。 它是一個比值，不會大于1，且沒有單位；為百分數(shù) 5. 最后，選用機械效率的幾種表達式中的一個， 列方程求解?！ ∨e例說明：
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