其中G為被提高重物的重力,h為重物下降的高度,F為動力機械效率所有公式,s為動力作用點聯通的距離
滑輪或碟剎:
①提升重物:1,η=W有用÷W總=Gh÷FS=G÷nF
2,不計繩重,磨擦η=Gh÷(Gh+G動h)=G÷(G+G動)
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)
斜面機械效率影響誘因:斜面粗糙程度一定時,傾斜程度越大,機械效率越高
斜面傾斜程度一定時,斜面越粗糙,機械效率越低
意義
(1)機械效率是反映機械性能的好壞的重要標志之一。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,有用功所占比列越大,機械對總功的借助率就越高,機械的性能就越好。化學中,用機械效率來表示機械對總功得了借助率。
(2)在估算機械效率時,注意化學量名稱所表示的意義。總功:即動力對機械所做的功,稱之為動力功,也叫輸入功。理想機械:W總=W有用,W輸入=W輸出,W動=W阻。實際機械:W總=W有用+W額外,W輸入=W輸出+W額外,W動=W有用阻力+W無用阻力。
效率方式
依據公式可知:假如有用功不變,我們可以通過減少額內功.(降低機械自重.降低機械的磨擦)來減小機械效率,(比如我們用輕便的塑膠桶打水,而不用很重的鐵桶打水,就是運用這個道理);假如額外功不變,我們可以通過減小有用功來提升機械效率;(比如,在研究滑車架的機械效率時,我們會發覺同一個滑車架,提起的重物越重,機械效率越高,就是這個道理);其實了,倘若能在減小有用功的同時,降低額內功更好。增強機械設備的機械效率有著重要的的現實意義。[3]
η=W有/W總×100%=Gh/FS×100%
常見效率
噴氣助推系統:16%-24%
起重機:40%-50%
內燃機(柴油底盤):22%-27%
汽油底盤:28%-30%
渦輪電機:60%-80%
滑車架:50%-70%
電動機:70%
湖人:49%~52%
減小效率
1、有用功:定義:對人們有用的功。
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h(忽視車鉤磨擦的動滑輪、滑車架)
斜面:W額=fL
3、總功:定義:有用功加額外功或動力所做的功
公式:W總=W有用+W額=FS
4、機械效率:定義:有用功跟總功的比值。
公式:定滑輪:
動滑輪:滑車架:
5、有用功總大于總功,所以機械效率總大于1。一般用百分率表示。某滑輪機械效率為60%表示有用功占總功的60%。
6、提高機械效率的方式:減少機械自重、減小機件間的磨擦。
7、機械效率的檢測:
(1)原理:
(2)應測數學量:鉤碼重力G、鉤碼提高的高度h、拉力F、繩的自由端聯通的距離S。
(3)器材:除鉤碼、鐵架臺、滑輪、細線外還需刻度尺、彈簧測力計。
(4)步驟:必須勻速帶動彈簧測力計使鉤碼下降,目的:保證測力計示數大小不變。
(5)推論:影響滑車架機械效率高低的主要誘因有:
①動滑輪越重,個數越多則額外功相對就多。
②提升重物越重機械效率所有公式,做的有用功相對就多。
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械效率
(1)當總功一定時,機械所做的有用功越多,或額外功越少,機械效率就越高。
(2)當有用功一定時,機械所做的總功越少,或額外功越少,機械效率就越高。
(3)當額外功一定時,機械所做的總功越多,有用功在總功中所占的比列就越大,機械效率就越高。[4]
機械效率和功率
機械功率是表示機械做功快慢的數學量,而效率是表示機械在能量借助率高低方面的數學量。功率大的機械,效率不一定高。諸如,蒸氣機車的功率比摩托車的功率大,但這些機車的效率卻比摩托車的效率低。功率和效率是互不相關、互不依賴的數學量。同一機械的功率可變,但效率是不變的。對于某個機械來說,標牌都標有它的最大輸出功率。使用時不得超過這個數值,但它不一定工作在這一功率上,因而常將機械在某一時刻的瞬時功率或某段時間內的平均功率,稱為機械的實際功率。