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知識回顧
上次我們學習了什麼是機械效率,即
又找到了換輪組的機械效率,即:
這次我們學習一下斜面的機械效率。
斜面的有用功、額外功、總功
如圖盤山公路就是一個斜面。
斜面也是一個杠杠,它是一個省力杠杆,但是費距離。
用一個拉力F把一個重為G的物體,從斜面底端拉倒斜面頂端;這個斜面的長為s,高為h。
首先我們确定一下我們的目的:把物體拉倒斜面頂端,實現高度h的提高。所以,克服物體重力做的功是有用功,即:
W有用=Gh
而在拉動物體上升的過程中,必然要克服斜面的摩擦力做功,這個時候做的功就是額外功了,即:
W額外=fs
無論是有用功還是額外功,都是由外力F來克服的,那麼拉力F做的功就是總功,即:
W總功=Fs
這個時候我們就可以求出斜面的機械效率了,即
η =Gh/Fs
例題示範
如題,有用功為W有用=Gh=mgh=50kg×10N/kg×4m=2000J
題中還告訴了克服摩擦力做的功,即額外功W額外=500J,那麼我們可以求出總功:
W總功=W有用 W額外=2000J 500J=2500J。
從這裡我們可以排除D答案了。
其次,拉力走過距離s=10m,由此我們可以求出拉力
F=W總功/s=2500J÷10m=250N,則B答案錯誤。
接下來我們在求一下機械效率:
η =W有用/W總功=2000J÷2500J=80%,可見A答案也是錯誤的。
看來正确的答案一定就是C了,我們來看一看是否如此:
f=W額外/s=500J÷10m=50N,答案C 是正确的
斜面傾角對斜面機械效率的影響
當斜面傾角改變時,斜面的機械效率會不同,如下圖數據
從第一組和第第三組數據可以看出,當斜面傾角變大的時候,機械效率也增大了。
增大斜面的機械效率
· 增大有用功(增大物重)
· 減小額外功(減小斜面的粗糙程度)
· 增大斜面傾角
練習公布4.20日答案
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