在“機械效率”一節(jié)中,知識具體化,很容易與功、動力、省力混淆。 很多同事對于機械效率的影響只能依靠機械記憶,對于速度、高度、股數是否影響機械效率并沒有清晰的認識。 ,我還沒有真正掌握提高機械效率的措施。 如果你也有這樣的煩惱,跟我一起執(zhí)行以下三個步驟,一定會對你有所啟發(fā)。
一、為什么引入機械效率的概念
我們已經學會了功(W)和功率(P),為什么要提出機械效率(η)的概念呢? 首先,有必要明確前兩個數學量的概念。 實際生產、生活中,做功的多少是有差別的,所以用W=J來表示做功的多少; 工作有速度:做同樣的工作,時間似乎不同。 同時完成的工作量可能會有所不同。 當時間和做功不同時,我們只需比較單位時間所做的功,即用功率P=W來反映做功的快慢。 只有這兩個才能用一個化學量來全面描述工作的特性嗎? 例如功 功率 機械效率公式,如果把工作看成是扔球,教練會從三個方面來看待傳球練習的功效:1、扔的次數——傳球的次數(比如做了多少功);2、扔球的次數——傳球的次數(比如做了多少功); 2、投擲的節(jié)奏——每分鐘投擲多少次(例如,做功的速度有多快); 3、球場上的命中率——投籃的百分之幾(例如工作效率)。 可見,為了充分描述做功的情況,應該從功(W)、功率(P)、效率(η)入手。
2.如何理解有用功、附加功、總功、機械效率
1.掌握機械整體效率的概念
初學者搞不清機械效率,因為他們把數學概念中的“效率”和生活中常說的“效率”混為一談。 生命的效率是一個綜合的體現(xiàn),就是“效果”。 比如作業(yè),高效率是指:做的多、時間少、準確率高。 換句話說,它節(jié)省了時間、精力和成果。 數學上的效率只指一項:它純粹是有用功與總功的比值,即η=W有用/W總計。 不管完成需要多長時間功 功率 機械效率公式,也不管總共做了多少工作,只要有用的工作比例高,效率就高。
例1 A借助定滑輪提升物體,1秒內做10J功,其中8J為有用功; B采用動滑輪,2秒做100J功,其中50J為有用功,哪一種機械效率最高?
解 因為 η A = W 有用 / W 總計 = 8 / 10 = 80%
ηB=W有用/W總計=50/100=50%
因此,A的機械效率較高。
解題的感覺是,B做的總功其實更多,速度更快,省力,但機械效率還是比A高,因為數學上的效率,它純粹是有用功與總功的比率。
2. 對有用功、附加功和總功的透徹理解
理解了機械效率的概念后,我們只需要算出不同類型的簡單機械中的有用功、額外功、總功,就可以順利求解機械效率了。 課本上對有用工作和額外工作的表述比較具體。 需要加強分析并舉例才能深刻理解。 根據教材:有用的工作(W有用)是為達到目標而所做的工作,是人們需要的工作; 而額外的功(W extra)是不必要的,但必須做的功,就是總功()。
我們也可以這樣理解:有用功——即使不使用簡單的機器,至少為達到目的而在物體上要做的功; 額外功——克服機器本身重力或摩擦力所做的功。 功率與功 作用點連接距離的乘積就是總功。 然而,有時可以使用W總計=W有用+W額外來估計W總計。
例2 請說出下列四個裝置的有用功、額外功和總功。
3、如何提高機械效率
看了上圖,初學者可能很難理解兩點:a. 根據 η=W 有用性/W 總量,為什么兩大激勵不是 W 有用性和 W 總量呢? b. 為什么高度和速度不是影響因素? 下面一一回答:有用功和額外功之和等于總功,即W有用,W額外是“因”,它決定了W的總“果”。 b:根據例2,我們可以知道物體的連接距離實際上影響了W的有用性,但它也同樣影響了額外的工作,并且不影響比例。
例3 如果忽略繩索重量和摩擦力,已知動滑輪的重量為G,則寫出機械效率表達式:
解 η=W 有用/W 總計=Gh/Fs=Gh/F(3h)=G/3F
∵F=■,∴η=■。
解決問題的體驗效率η與股線數量n、物體通信距離s、速度v無關。
從樹狀圖的第一層可以看出,只要盡可能減少內部功或有用功的量,就可以增加有用功的比例。 根據樹狀圖的第二層,只要盡量少用動滑輪或輕量化的滑輪和繩索,減少裝置的內摩擦,就可以減少內功的比例; 一次盡可能多地舉起重物,以增加有用功的比例。
我們了解了一系列提高滑輪架機械效率的措施。 并且,無論如何改進,因為額外的功永遠不可能等于零,所以η<100%。 使用這些層次樹圖方法還可以幫助您了解提高設備效率的其他方法。 如果你不相信我,你可以畫出影響其他設備機械效率的激勵因素的樹形圖,推斷出提高效率的措施,然后用控制變量進行實驗驗證。
從以上三個方面,我們從“整體”??到“細節(jié)”共同認識機械效率、有用功、附加功、總功,并運用“關系圖”巧妙地梳理出提升機械效率的技巧。 如果你被個別問題搞得一頭霧水,其實對一些基本概念還沒有正確的理解和系統(tǒng),或者說沒有正確的方法來理清其中的關系。 系統(tǒng)一旦形成,找到適合自己的技能,你就能撥開迷霧,豁然開朗。