其中G為被提高重物的重力,h為重物下降的高度,F(xiàn)為動(dòng)力機(jī)械效率所有公式,s為動(dòng)力作用點(diǎn)聯(lián)通的距離
滑輪或碟剎:
①提升重物:1,η=W有用÷W總=Gh÷FS=G÷nF
2,不計(jì)繩重,磨擦η=Gh÷(Gh+G動(dòng)h)=G÷(G+G動(dòng))
②水平勻速拉物:η=W有用÷W總=fs物÷Fs繩=f÷nF
斜面:①η=W有用÷W總=Gh÷FL
②η=Gh÷(Gh+fL)
斜面機(jī)械效率影響誘因:斜面粗糙程度一定時(shí),傾斜程度越大,機(jī)械效率越高
斜面傾斜程度一定時(shí),斜面越粗糙,機(jī)械效率越低
意義
(1)機(jī)械效率是反映機(jī)械性能的好壞的重要標(biāo)志之一。總功等于有用功與額外功之和,因此有用功只占總功的一部份。其實(shí),有用功所占比列越大,機(jī)械對(duì)總功的借助率就越高,機(jī)械的性能就越好。化學(xué)中,用機(jī)械效率來(lái)表示機(jī)械對(duì)總功得了借助率。
(2)在估算機(jī)械效率時(shí),注意化學(xué)量名稱所表示的意義。總功:即動(dòng)力對(duì)機(jī)械所做的功,稱之為動(dòng)力功,也叫輸入功。理想機(jī)械:W總=W有用,W輸入=W輸出,W動(dòng)=W阻。實(shí)際機(jī)械:W總=W有用+W額外,W輸入=W輸出+W額外,W動(dòng)=W有用阻力+W無(wú)用阻力。
效率方式
依據(jù)公式可知:假如有用功不變,我們可以通過減少額內(nèi)功.(降低機(jī)械自重.降低機(jī)械的磨擦)來(lái)減小機(jī)械效率,(比如我們用輕便的塑膠桶打水,而不用很重的鐵桶打水,就是運(yùn)用這個(gè)道理);假如額外功不變,我們可以通過減小有用功來(lái)提升機(jī)械效率;(比如,在研究滑車架的機(jī)械效率時(shí),我們會(huì)發(fā)覺同一個(gè)滑車架,提起的重物越重,機(jī)械效率越高,就是這個(gè)道理);其實(shí)了,倘若能在減小有用功的同時(shí),降低額內(nèi)功更好。增強(qiáng)機(jī)械設(shè)備的機(jī)械效率有著重要的的現(xiàn)實(shí)意義。[3]
η=W有/W總×100%=Gh/FS×100%
常見效率
噴氣助推系統(tǒng):16%-24%
起重機(jī):40%-50%
內(nèi)燃機(jī)(柴油底盤):22%-27%
汽油底盤:28%-30%
渦輪電機(jī):60%-80%
滑車架:50%-70%
電動(dòng)機(jī):70%
湖人:49%~52%
減小效率
1、有用功:定義:對(duì)人們有用的功。
公式:W有用=Gh(提高重物)=W總-W額=ηW總
斜面:W有用=Gh
2、額外功:定義:并非我們須要但又不得不做的功。
公式:W額=W總-W有用=G動(dòng)h(忽視車鉤磨擦的動(dòng)滑輪、滑車架)
斜面:W額=fL
3、總功:定義:有用功加額外功或動(dòng)力所做的功
公式:W總=W有用+W額=FS
4、機(jī)械效率:定義:有用功跟總功的比值。
公式:定滑輪:
動(dòng)滑輪:滑車架:
5、有用功總大于總功,所以機(jī)械效率總大于1。一般用百分率表示。某滑輪機(jī)械效率為60%表示有用功占總功的60%。
6、提高機(jī)械效率的方式:減少機(jī)械自重、減小機(jī)件間的磨擦。
7、機(jī)械效率的檢測(cè):
(1)原理:
(2)應(yīng)測(cè)數(shù)學(xué)量:鉤碼重力G、鉤碼提高的高度h、拉力F、繩的自由端聯(lián)通的距離S。
(3)器材:除鉤碼、鐵架臺(tái)、滑輪、細(xì)線外還需刻度尺、彈簧測(cè)力計(jì)。
(4)步驟:必須勻速帶動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)使鉤碼下降,目的:保證測(cè)力計(jì)示數(shù)大小不變。
(5)推論:影響滑車架機(jī)械效率高低的主要誘因有:
①動(dòng)滑輪越重,個(gè)數(shù)越多則額外功相對(duì)就多。
②提升重物越重機(jī)械效率所有公式,做的有用功相對(duì)就多。
③摩擦,若各類磨擦越大做的額外功就多。
8、繞線方式和重物提高高度不影響滑輪機(jī)械效率
(1)當(dāng)總功一定時(shí),機(jī)械所做的有用功越多,或額外功越少,機(jī)械效率就越高。
(2)當(dāng)有用功一定時(shí),機(jī)械所做的總功越少,或額外功越少,機(jī)械效率就越高。
(3)當(dāng)額外功一定時(shí),機(jī)械所做的總功越多,有用功在總功中所占的比列就越大,機(jī)械效率就越高。[4]
機(jī)械效率和功率
機(jī)械功率是表示機(jī)械做功快慢的數(shù)學(xué)量,而效率是表示機(jī)械在能量借助率高低方面的數(shù)學(xué)量。功率大的機(jī)械,效率不一定高。諸如,蒸氣機(jī)車的功率比摩托車的功率大,但這些機(jī)車的效率卻比摩托車的效率低。功率和效率是互不相關(guān)、互不依賴的數(shù)學(xué)量。同一機(jī)械的功率可變,但效率是不變的。對(duì)于某個(gè)機(jī)械來(lái)說(shuō),標(biāo)牌都標(biāo)有它的最大輸出功率。使用時(shí)不得超過這個(gè)數(shù)值,但它不一定工作在這一功率上,因而常將機(jī)械在某一時(shí)刻的瞬時(shí)功率或某段時(shí)間內(nèi)的平均功率,稱為機(jī)械的實(shí)際功率。
