简单机械和机械效率

简单机械和机械效率是初中物理的重点和难点，也是历届中考的热点内容.

一、重点内容解说

1.杠杆：杠杆的五要素是支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂；杠杆的平衡条件是F1・L1=F2・L2；杠杆有省力杠杆、等臂杠杆、费力杠杆.

2.滑轮：定滑轮，不省力但可以改变力的方向；动滑轮，理想情况下，可以省一半的力，即F1=■，S绳端=2h物；

3.功：功的两个必要因素：作用在物体上的力和物体在力的方向上通过的距离.计算公式：W=F・S.单位：焦耳.

4.功率：单位时间内完成的功，公式为P=■，单位是瓦特.常用重要变形公式P=F・v（匀速直线运动）.

5.机械效率：有用功跟总功的比值.公式：?浊=■，W总=W有用+W额外；理想情况，?浊=1；实际情况?浊

二、典型题例

例1用图1所示的滑轮组匀速提升6N的重物，牵引力大小为2.6N，重物10s内上升了3m，求：（1）绳子自由端通过的距离；（2）滑轮组的机械效率；（3）拉力的功率.

解析：（1）绳子自由端通过的距离

S=3h=3×3m=9m；

（2）W有用=G・h=6N×3m=18J，

W总=F・S=2.6N×9m=23.4J，

机械效率=■= ■=76.9%；

（3）拉力的功率P总=■=■

=2.34W.

例2东风-1100型柴油机的功率为1.1×104W，每千瓦时消耗柴油265g，柴油的热值为3.3×107J/kg.求：（1）柴油机工作1h 所做的功；（2）柴油机工作1h的耗油量；（3）这种柴油机的机械效率.

解析：

（1）W有用=P・t=1.1×104W×3600s=3.96×107J；

（2）m=0.265kg/kwh×11kw×1h=2.915kg；

（3）W总=Q= m・q=2.915kg×3.3×107J/kg=9.62×107J，

=■=■=41.16%.

练习题：

1.在如图2所示的“研究杠杆的平衡条件”实验中，要调节平衡螺母使杠杆在 位置平衡；图中杠杆平衡后，分别在两边的钩码下增加一个相同的钩码，则杠杆平衡（填“能”或“不能”）.

2.在“测定滑轮组的机械效率”的实验中：（1）一位同学用图（a）所示的滑轮组在10秒钟内将总质量为0.25千克的钩码匀速提升了10厘米.在这个过程中弹簧秤的示数如图（b）所示（g取10牛/千克）.则：作用于绳子自由端的拉力所做的功W= 焦耳；此拉力的功率P= 瓦特；滑轮组的机械效率?浊=

.如果这位同学仍然用图（a）的滑轮组，只是把所挂钩码减少了3个，此时测得滑轮组的机械效率为?浊′，则?浊′与?浊的大小关系是?浊′ ?浊（填“>”“=”或“

3.一起重机将重为1.2×104N的钢材竖直匀速提升3m后，又沿水平方向匀速移动5m，在整个过程中起重机对钢材做的功为J.

4.小明用100N的力沿竖直方向将杠杆的一端拉下2m时，杠杆的另一端把320N的重物提高了0.5m，他做的有用功是 J，总功是J，杠杆的机械效率是

5.在研究“杠杆的平衡条件”实验中，有一组同学猜想杠杆的平衡条件可能是“动力+动力臂=阻力+阻力臂”.他们经过实验，获得了下述数据：、

于是，他们认为自己的猜想得到了验证，你认为他们的实验过程存在什么问题？

6.一台起重机将重3600N的货物提高4m，如果该起重机的机械效率是60%，求：起重机做的有用功、总功、额外功分别是多少.

（答案本期找）