斜面机械效率公式为
大足石刻-理想作文
斜面机械效率公式为:η=W有W总=GhFs。
斜面机械效率的推导
(G为物体重量,h为斜面竖直高度,F为拉力大小,s为斜面长度。)
推导公式:η=sinθμcosθ+sinθ
(θ为斜面倾角,μ为滑动摩擦系数)
推导过程:如图,将物体重力垂直分解为垂直于斜面的力F⊥和平行于斜面的
力F∥,则:
η=W有W总
=GhFs=Gh(f+F')s=Gh(μF⊥+F∥)s=Gsinθ*
s(μGcosθ+Gsinθ)*s=sinθμc
osθ+sinθ
机械效率的意义
(1)机械效率是反映机械性能的优劣的重要标志之一。总功等于有用功与额外
功之和,因
而有用功只占总功的一部分。显然,有用功所占比例越大,机械对总功
的利用率就越高,机械的性能就越
好。物理中,用机械效率来表示机械对总功得了
利用率。
(2)在计算机械效率时,注
意物理量名称所标示的意义。总功:即动力对机械
所做的功,称之为动力功,也叫输入功。
理想机械:W总=W有用,W输入=W输出,W动=W阻。
实际机械:W总=W有用+W额外,W输入-W输出=W额外,W动=W有用阻力+W无
用阻力
相关实验
1、研究斜面的机械效率与斜面倾斜程度的关系。
猜想:斜面的倾斜程度越大,机械效率越高
实验器材:斜面、木块、弹簧测力计、刻度尺
(实验过程中,保持木块的重量G不变,斜面长S不变,改变的是斜面的高度
h和拉力F)
实验步骤:(将所测数据填入表格一中)
① 用弹簧测力计测出木块的重力G
② 用刻度尺量出斜面的长度S和高度h1
③ 用弹簧测力计拉木块做匀速直线运动,读出拉力F1
④
改变斜面的倾斜程度,量出斜面的高度h2
⑤ 用弹簧测力计拉木块做匀速直线运动,读出拉力F2
计算公式:
W有1=Gh1 W有2=Gh2
W总1=F1S
W总2=F2S
表格一:
物体重量
GN
斜面高度
hm
沿斜面拉力
FN
斜面长度
sm
有用功
W有J
总功
W总J
机械效率 斜面的倾斜程度
较缓
较陡
附:试验参考数据(九(3)班哈瑞同学测得的数据)
斜面的倾斜程度
物体重量
GN
1.5
1.5
斜面高度
hm
0.09
0.09
沿斜面拉力
FN
0.5
0.7
斜面长度
sm
0.7
0.7
有用功
W有J
0.135
0.255
总功
W总J
0.35
0.49
机械效率
较缓
较陡
38.5%
52%
结论:在其他条件一定时,斜面的倾斜程度越大,机械效率越高
2、研究斜面的机械效率与物体斜面之间接触面大小的关系。
猜想:斜面的机械效率与物体斜面之间接触面大小无关
实验器材:斜面、木块、弹簧测力计、刻度尺
(实验过程中,保持木块的重量G不变,斜面长S
不变,斜面的高度h不变,
改变的是物体斜面接触面积,和拉力F)(建议有困难的学生选此实验)
实验步骤:(将所测数据填入表格二中)
① 用弹簧测力计测出木块的重力G
② 用刻度尺两处斜面的长度S和高度h
③
把木块平放,用弹簧测力计拉木块做匀速直线运动,读出拉力F1
④
把木块侧放,用弹簧测力计拉木块做匀速直线运动,读出拉力F2
计算公式:W有=Gh
W总1=F1S W总2=F2S
表格二:
接触面大小
物体重量
GN
斜面高度
hm
沿斜面拉力
FN
斜面长度
sm
有用功
W有J
总功
W总J
机械效率
较小
较大
附:试验参考数据(仅供参考,不得死记硬背,要实事求是)
接触面大小
物体重量
GN
1.5
1.5
斜面高度
hm
0.17
0.17
沿斜面拉力
FN
0.7
0.7
斜面长度
sm
0.7
0.7
有用功
W有J
0.255
0.255
总功
W总J
0.49
0.49
机械效率
较小
较大
52%
52%
结论:斜面的机械效率与物体斜面之间接触面大小无关
3、研究斜面的机械效率与它的粗糙程度的关系。
猜想:表面越光滑,机械效率越高
实验器材:斜面、木块、弹簧测力计、刻度尺
(实验过程中,保持木块的重量G不
变,斜面长S不变,斜面的高度h不变,
改变的是斜面的粗糙程度和拉力F)
实验步骤:(将所测数据填入表格三中)
① 用弹簧测力计测出木块的重力G
② 用刻度尺两处斜面的长度S和高度h
③
把木块放木板上,用弹簧测力计拉木块做匀速直线运动,读出拉力F1
④
在木板上铺好毛巾,用弹簧测力计拉木块做匀速直线运动,读出拉力F2
计算公式:W有=Gh
W总1=F1S W总2=F2S
表格三
斜面的粗糙程度
物体重量
GN
斜面高度
hm
沿斜面拉力
FN
斜面长度
sm
有用功
W有J
总功
W总J
机械效率
较平滑
较粗糙
附:试验参考数据(反对死记硬背,要实事求是)
斜面的粗糙程度
物体重量
GN
1.5
1.5
斜面高度
hm
0.17
0.17
沿斜面拉力
FN
0.7
1
斜面长度
sm
0.7
0.7
有用功
W有J
0.255
0.255
总功
W总J
0.49
0.7
机械效率
较平滑
较粗糙
52%
36%
结论:在其他条件一定时,斜面表面越粗糙,机械效率越低
4、研究斜面的机械效率与物体的重量的关系。
猜想:斜面的机械效率与物体的重量无关
实验器材:斜面、木块、弹簧测力计、刻度尺
(实验过程中,保持斜面长S不变,斜面的高度h不变,改变的是物体重量G
和拉力F)
实验步骤:(将所测数据填入表格四中)
①
用弹簧测力计测出木块的重力G1,用刻度尺两处斜面的长度S和高度h
②
把木块放木板上,用弹簧测力计拉木块做匀速直线运动,读出拉力F1
③
用弹簧测力计测出木块和钩码的重力G2
④ 用弹簧测力计拉木块和钩码做匀速直线运动,读出拉力F2
计算公式:W有1=G1h W有2=G2h
W总1=F1S W总2=F2S
表格四
物体重量
GN
斜面高度
hm
沿斜面拉力
FN
斜面长度
sm
有用功
W有J
总功
W总J
机械效率 物体重量
较轻
较重
附:试验参考数据(反对死记硬背,要实事求是)
物体重量
物体重量
GN
1.5
2.5
斜面高度
hm
0.17
0.17
沿斜面拉力
FN
0.7
1.2
斜面长度
sm
0.7
0.7
有用功
W有J
0.255
0.425
总功
W总J
0.49
0.84
机械效率
较轻
较重
52%
51%*
*此处为51%是因拉力四舍五入所致。
结论:机械效率与物体重量无关
常见机械的机械效率
喷气推进系统:16%-24%
起重机:40%-50%
内燃机-----
汽油发动机:22%-27%
|---柴油发动机:28%-30%
涡轮水泵:60%-80%
滑轮组:50%-70%