其中G为被提高重物的重力,h为重物下降的高度,F为动力机械效率所有公式,s为动力作用点联通的距离
滑轮或碟刹:
①提升重物:1,η=W有用÷W总=Gh÷FS=G÷nF
2,不计绳重,磨擦η=Gh÷(Gh+G动h)=G÷(G+G动)
②水平匀速拉物:η=W有用÷W总=fs物÷Fs绳=f÷nF
斜面:①η=W有用÷W总=Gh÷FL
②η=Gh÷(Gh+fL)
斜面机械效率影响诱因:斜面粗糙程度一定时,倾斜程度越大,机械效率越高
斜面倾斜程度一定时,斜面越粗糙,机械效率越低
意义
(1)机械效率是反映机械性能的好坏的重要标志之一。总功等于有用功与额外功之和,因此有用功只占总功的一部份。其实,有用功所占比列越大,机械对总功的借助率就越高,机械的性能就越好。化学中,用机械效率来表示机械对总功得了借助率。
(2)在估算机械效率时,注意化学量名称所表示的意义。总功:即动力对机械所做的功,称之为动力功,也叫输入功。理想机械:W总=W有用,W输入=W输出,W动=W阻。实际机械:W总=W有用+W额外,W输入=W输出+W额外,W动=W有用阻力+W无用阻力。
效率方式
依据公式可知:假如有用功不变,我们可以通过减少额内功.(降低机械自重.降低机械的磨擦)来减小机械效率,(比如我们用轻便的塑胶桶打水,而不用很重的铁桶打水,就是运用这个道理);假如额外功不变,我们可以通过减小有用功来提升机械效率;(比如,在研究滑车架的机械效率时,我们会发觉同一个滑车架,提起的重物越重,机械效率越高,就是这个道理);其实了,倘若能在减小有用功的同时,降低额内功更好。增强机械设备的机械效率有着重要的的现实意义。[3]
η=W有/W总×100%=Gh/FS×100%
常见效率
喷气助推系统:16%-24%
起重机:40%-50%
内燃机(柴油底盘):22%-27%
汽油底盘:28%-30%
涡轮电机:60%-80%
滑车架:50%-70%
电动机:70%
湖人:49%~52%
减小效率
1、有用功:定义:对人们有用的功。
公式:W有用=Gh(提高重物)=W总-W额=ηW总
斜面:W有用=Gh
2、额外功:定义:并非我们须要但又不得不做的功。
公式:W额=W总-W有用=G动h(忽视车钩磨擦的动滑轮、滑车架)
斜面:W额=fL
3、总功:定义:有用功加额外功或动力所做的功
公式:W总=W有用+W额=FS
4、机械效率:定义:有用功跟总功的比值。
公式:定滑轮:
动滑轮:滑车架:
5、有用功总大于总功,所以机械效率总大于1。一般用百分率表示。某滑轮机械效率为60%表示有用功占总功的60%。
6、提高机械效率的方式:减少机械自重、减小机件间的磨擦。
7、机械效率的检测:
(1)原理:
(2)应测数学量:钩码重力G、钩码提高的高度h、拉力F、绳的自由端联通的距离S。
(3)器材:除钩码、铁架台、滑轮、细线外还需刻度尺、弹簧测力计。
(4)步骤:必须匀速带动弹簧测力计使钩码下降,目的:保证测力计示数大小不变。
(5)推论:影响滑车架机械效率高低的主要诱因有:
①动滑轮越重,个数越多则额外功相对就多。
②提升重物越重机械效率所有公式,做的有用功相对就多。
③摩擦,若各类磨擦越大做的额外功就多。
8、绕线方式和重物提高高度不影响滑轮机械效率
(1)当总功一定时,机械所做的有用功越多,或额外功越少,机械效率就越高。
(2)当有用功一定时,机械所做的总功越少,或额外功越少,机械效率就越高。
(3)当额外功一定时,机械所做的总功越多,有用功在总功中所占的比列就越大,机械效率就越高。[4]
机械效率和功率
机械功率是表示机械做功快慢的数学量,而效率是表示机械在能量借助率高低方面的数学量。功率大的机械,效率不一定高。诸如,蒸气机车的功率比摩托车的功率大,但这些机车的效率却比摩托车的效率低。功率和效率是互不相关、互不依赖的数学量。同一机械的功率可变,但效率是不变的。对于某个机械来说,标牌都标有它的最大输出功率。使用时不得超过这个数值,但它不一定工作在这一功率上,因而常将机械在某一时刻的瞬时功率或某段时间内的平均功率,称为机械的实际功率。