高考數(shù)學(xué)中,機(jī)械效率問題屬于必考內(nèi)容,也是不少中學(xué)生的難點(diǎn)。下邊通過歸納來深刻理解“機(jī)械效率”問題,只要理解好以下這三張圖和“三種功”物理機(jī)械效率,這類機(jī)械效率問題將再也難不倒同事們。
注意三張圖的共同點(diǎn):(注意觀察思索三個(gè)圖中這四個(gè)量——G、F、h、s)
三張圖的目的——————都是要把重力為G的物體提高高度為h(即W=Gh為有用功)
為了達(dá)到目的——人手所施加的拉力F都向順著F的方向聯(lián)通路程為S(即W=Fs,F(xiàn)做的功為“總功”、也即“有用功和額外功的總和”)
三張圖的不同點(diǎn):額外功各有不同。
(謹(jǐn)記這一點(diǎn):要想深刻理解機(jī)械效率,訣竅在于對(duì)額外功的理解!)
下邊請(qǐng)看三張圖,及其額外功(求機(jī)械效率,根據(jù)以上朋友們所熟知的公式來求即可):
一、杠桿:
額外功:我們把重物G提高到h高度處的同時(shí)不得不把杠桿提高,同時(shí)不得不克服磨擦力做功。故此時(shí)克服杠桿重力所做的功以及克服磨擦力所做的功就是額外功!(若題意中提及“輕桿”就是忽視杠桿質(zhì)量,也就是不計(jì)重力,則額外功不包括克服杠桿重力所做的功)
二、滑車架:
額外功:我們把G提高到h高度處的同時(shí)也不得不把動(dòng)滑輪提高,同時(shí)不得不克服磨擦力做功。即此時(shí)克服動(dòng)滑輪重力所做的功以及克服磨擦力所做的功就是額外功!
三、斜面:
額外功:我們把G推到h高度處的同時(shí)也不得不克服磨擦力做功。即此時(shí)克服磨擦力所做的功就是額外功!
非常注意以下兩點(diǎn):
1.杠桿中注意“力臂”;滑車架中注意“n”;斜面中注意“斜面的傾斜程度”
要想使簡(jiǎn)單機(jī)械最省力:應(yīng)當(dāng)使杠桿中的動(dòng)力臂最長(zhǎng),滑車架中的n最大;斜面的傾斜程度最緩。
省力不意味著省功!相反,現(xiàn)實(shí)當(dāng)中印省力,就越不省功物理機(jī)械效率,機(jī)械效率也就越小(由于此時(shí)所做的額外功更多)!
2.G、h和F、s都具有同體性!G和h都對(duì)應(yīng)物體中心,F(xiàn)和s都對(duì)應(yīng)手作用的點(diǎn)。
3.“理想機(jī)械”——意味著不計(jì)機(jī)械自身重力以及各類磨擦,此時(shí)額外功為零,效率為百分之百!