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有用功是什么?无用功是什么?机械效率是什么?焦是什么?

有用功是什么?无用功是什么?机械效率是什么?焦是什么?它们的单位及计算公式?

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2005-07-11 09:31:04
[APTX4869]Conan | 最新回复 2018-01-22 19:52:58 210 108 评论
正确理解有用功和额外功

从做功的意义上来讲,就是人因需要而做的功叫做有用功,额外功是指人们在做功时,并不需要做,但是为了达到目的而不得不做的功.例如,人想要提水上楼,人对水做的功就是为了满足需要而做的,其大小等于水重乘以提升的高度。人在提水时,必须有盛水的容器,如水桶等,人在提升水的同时,也对容器做了功,而人对容器所做功并不是目的,但是又不得不做,因为没有容器,水是无法提升的,所以,人对容器所做的功是额外功,其大小等于 。常见的额外功有:使用滑轮组时,克服轮与轴之间摩擦所做的功,还有克服滑轮的自重所做的功等.
克服摩擦所做的功并不一定都是额外功
如图所示,一个滑轮组拉动水平面上的一个物体,克服物体受到的摩擦力所做的功是有用功,而不是额外功.

如何提高机械效率
(1)尽量减小机械本身的自重,减小摩擦,从而尽量减小额外功.
(2)在额外功一定时,在机械能承受的范围内尽可能增加每次提起重物的重力,以充分发挥机械的作用.
实验中一定要匀速拉动弹簧秤
因为只有匀速拉动弹簧秤,根据二力平衡的知识,弹簧秤的读数才是不变的,否则,弹簧秤上...

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正确理解有用功和额外功

从做功的意义上来讲,就是人因需要而做的功叫做有用功,额外功是指人们在做功时,并不需要做,但是为了达到目的而不得不做的功.例如,人想要提水上楼,人对水做的功就是为了满足需要而做的,其大小等于水重乘以提升的高度。人在提水时,必须有盛水的容器,如水桶等,人在提升水的同时,也对容器做了功,而人对容器所做功并不是目的,但是又不得不做,因为没有容器,水是无法提升的,所以,人对容器所做的功是额外功,其大小等于 。常见的额外功有:使用滑轮组时,克服轮与轴之间摩擦所做的功,还有克服滑轮的自重所做的功等.
克服摩擦所做的功并不一定都是额外功
如图所示,一个滑轮组拉动水平面上的一个物体,克服物体受到的摩擦力所做的功是有用功,而不是额外功.

如何提高机械效率
(1)尽量减小机械本身的自重,减小摩擦,从而尽量减小额外功.
(2)在额外功一定时,在机械能承受的范围内尽可能增加每次提起重物的重力,以充分发挥机械的作用.
实验中一定要匀速拉动弹簧秤
因为只有匀速拉动弹簧秤,根据二力平衡的知识,弹簧秤的读数才是不变的,否则,弹簧秤上的读数变化不定,就不能读准拉力的大小.
影响滑轮组的机械效率的主要因素有:动滑轮重、摩擦、物重
具体有:
(1)若用不同的滑轮组提起相同的重物在同一高度,由于 相同,但是由于动滑轮重,做的额外功多,有用功在总功中占的比例就小,故而机械效率就低.
(2)若用绕绳方法不同但滑轮数相同的滑轮组提起同一重物时,由于做的有用功、克服动滑轮重力做的额外功都相同,但由于绳绕的方法不同,所用的拉力小,绳与轮间的压力就小,摩擦方就小, 相应就小,有用功在总功中占的比例就大,故而机械效率就高.
(3)若用绕绳方法相同的滑轮组提起不同的重物,由于轮重和摩擦一定, 一定,但对于重的物体由于G大, 就大( ),在总功中占有的比例就大,机械效率就高.
是不是利用的滑轮越多,机械效率就越高
分别用滑轮个数不同的滑轮组来提升同一重物时,它们的效率不一样,滑轮个数多的,效率低,因为滑轮组的效率为:

当 一定时,滑轮个数越多, 就越大,所以 就越小。滑轮组轮越多,只能是越省力,但效率往往越低.
机械效率
有用功跟总功的比值叫做机械效率。
公式注意:
①机械效率是有用功与总功之比.它只有大小,没有单位.
②由于有用功总小于总功,所以机械效率总小于1,是个小数,通常用百分数表示.
③机械效率是标志机械做功性能好坏的物理量,机械效率越高。这个机械的性能越好.
④机械效率的高低并不决定使用机械是省力还是费力.效率高只说明有用功在总功里所占的比例大.省力还是费力是指做一定的有用功时,所用动力的大小.机械效率大的机械不一定省力.
测定滑轮组的机械效率中四个物理量的测定
根据 ,需测出钩码重G,钩码提升高度h,绳自由端拉力F,绳自由端移动距离s.

钩码重可直接用弹簧秤静止时测得.测定绳自由端拉力时要注意使弹簧秤保持在竖直方向上作匀速
测定两个距离时,应先找好参照位置,用一固定物或作出标记.如可以把桌面为参照,先量出钩码到桌面距离 ,再量出第二次钩码离桌面的距离 ,如图所示,则钩码提升高度 .绳自由端通过距离s的测定可先在细绳与动滑轮或定滑轮相切处做个记号,再拉弹簧秤,测量这个记号处到细绳与动滑轮或定滑轮相切处的长度,即得s。
疑难问题分析
1.机械效率是有用功占总功的比值,它是由有用功、总功两个因素决定的,不能单凭其中一个判断机械效率的高低.
2.要弄清有用功、额外功和总功的概念.针对不同的题意确定有用功和额外功.举例来说,用水桶打水,提起水桶自身做功是额外功,提出水做的功是有用功.但把水中的桶捞上来,提起水桶自身做的功是有用功,把桶里的水提出来做的功成了额外功.
3.为了计算有用功和额外功,要弄清物体移动的距离h与绳端在拉力作用下通过的距离s之间的关系,这要从机械自身的内部结构中去寻找.例如动滑轮一定有 的关系.
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