走出功率、机械效率概念理解的误区

2015-08-30 08:17刘永成管余
关键词:有用功动滑轮机械效率

刘永成++管余

误区一:使用机械越省力.机械效率就越高

使用简单机械的好处是能省力或改变用力方向.比如使用动滑轮、斜面、轮轴等机械,虽费距离但省力:使用定滑轮不省力但可以改变力的方向.而机械效率是有用功在总功中占的比值,与机械省力、费力情况无关.不能认为滑轮组越省力,机械效率就越高,也小能认为机械效率越高的机械.使用时越省力.

例1 如图l所示,用下列装置提升同一重物.若每个滑轮重相同,不计摩擦,则机械效率最高的装置是(

).

错解:C

错因分析:没有理解机械效率的含义,误认为做相同的有用功,省力的机械做的总功小,机械效率高,殊小知使用机械省力的同时费了距离.机械做的总功不见得小,

解析:使用动滑轮和滑轮组虽然比使用定滑轮省力,但要克服动滑轮所受的重力做额外功,即所做的额外功不为零,根据机械效率n=w有/w总,n<1;使用定滑轮提升重物时,由于不考虑摩擦阻力,所用拉力等于重力,总功等于有用功,根据机械效率n=w有/w总可知,n=1.显然使用定滑轮时机械效率最高,故B正确,

正确答案:B

点拨:一台机器所做的有用功与总功越接近.这台机器的机械效率就越高,滑轮组是否省力取决于绳子绕过动滑轮的股数,与机械效率并没有直接关系.

误区二:功率大的机器,机械效率一定高

功率是物体单位时间内做功的多少,是表示物体做功快慢的物理量,大小与做功多少和时间有关:机械效率是有用功与总功的比值,反映的是机械性能的好坏,功率和机械效率没有必然的联系.

例2下列关于功率的说法正确的是(

).

A.功率大的机器做的功一定多

B.功率大的机器做功时间一定短

C.功率大的机器做功一定快

D.功率大的机器机械效率一定高

错解:D

错因分析:混淆了功率和机械效率这两个不同的概念,误认为功率大的机械机器效率高.

解析:功率等于功和做功时间的比值.做功多,但是由于做功时间不确定,功率大小不确定.故A选项错误;同理,做功时间短,做功多少不确定,功率大小也不确定,故B选项错误;功率是反映物体做功快慢的物理量,做功快,说明功率大,故C选项正确:功率和机械效率之间没有关系,D选项错误.选C.

正确答案:C

点拨:准确理解功率和机械效率的定义有助于我们理解两者的关系,功率和机械效率是完全无关的两个量,功率表示做功的快慢,即单位时间内完成的功,由公式p=w/t可知,功率大的机械做功不一定多,它还与时间有关.而机械效率是有用功与总功的比值,功率与机械效率是完全不同的,

误区三:做的有用功越多(或额外功越少),机械效率越高

机械效率高的机械,表明有用功占总功的比例大,即在总功一定的情况下,有用功越多,机械效率越高;在有用功一定的情况下,额外功越少,则机械效率越高.

例3关于机械效率,下列说法正确的是().

A.额外功少的机械效率高

B.有用功多的机械效率高

C.做功多的机械效率高

D.有用功在总功中的比例大的机械效率高

错选:A或B

错因分析:不理解什么是机械效率,没有使用控制变量法,片面地认为有用功越多或额外功越少.机械效率越高,从而造成错解,

解析:根据可知,影响机械效率高低的主要因素是w总和w额.当W额一定时,w有越多,n越高.例如,用滑轮组提升重物,滑轮组中动滑轮确定了,克服动滑轮重和摩擦做的额外功就一定,这时在允许范围内适当增加提升的物重,则n会提高.当w有一定时,W额越少,n越高,例如,在用滑轮组提起重物时,W有一定,可通过减小机械自重、减小摩擦阻力来提高机械效率,故A、B错,机械效率是有用功与总功的比值,与机械做功多少没有关系.故C错,

正确答案:D

点拨:机械效率受机械设备本身结构、摩擦等因素的影响,改进机械本身的结构,使它更合理、更轻巧,以及良好的保养、适时的润滑,都可以提高机械效率.

学即用,练一练:

1.下列关于功、功率、机械效率的说法正确的是().

A.功率越大,做功越快.机械效率越高

B.做功越少,功率越小,机械效率越低

C.功率越大,反映做功越快,与机械效率无关

D.机械效率越高,表明它做的功越多

2.某实验小组分别用如图2所示的甲、乙两个滑轮组(每个滑轮重相同)匀速提起相同的重物.不计绳重及摩擦.下列说法正确的是().

A.甲省力,甲的机械效率大、

B.甲省力.机械效率一样大

C.乙省力,机械效率一样大

D.乙省力,乙的机械效率大

3.将一定滑轮改为动滑轮使用,则它的机械效率在不计绳重和摩擦时().

A.一定提高

B.一定降低

C.一定不变

D.无法判断

参考答案:1.C 2.B3.Bendprint

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