如何求斜面的机械效率斜面机械效率公式为:η=W有用/W总功=Gh/Fs 。(G为物体重量,h为斜面竖直高度,F为拉力大小 , s为斜面长度 。)重力做功除上拉力做功
斜面的机械效率公式对于一般斜面来说,如果不计算任何的阻力,根据功的原理 , 斜面的机械效率是100%,但是不可避免存在一些阻力,如摩擦力和空气阻力 。下面我们就着摩擦力来计算机械效率 。我们用θ表示斜面的倾角,G表示物重,Fl表示拉力 , fm表示摩擦力,μ表示斜面摩擦力系数,s表示斜面长,h表示斜面高,Wy表示有用功,Wz表示总功,We表示额外功,而F2是顺着斜面向下的分力,这些都在“受力情况”一节有提到 。
则它的机械效率为:
因为我们有: , 且 (根据功的原理),因此得到:
因为我们有: ,所以可以得到:(适用于平行于斜面向上匀速拉动物体时)
即为已知斜面倾角和摩擦系数时的机械效率公式 。
文章插图
斜面的机械效率与斜面的倾斜程度有没有关系有,越倾斜机械效率越高 ,
(1)有用功等于物重和上升高度的乘积,即W有用=Gh;
总功等于拉力和移动距离的乘积,即W总=FS;
机械效率等于有用功和总功的比值,即η=W有用/W总
(2)斜面倾斜程度逐渐变大 , 拉力也逐渐变大,说明斜面越陡,越费力.
(3)当斜面的粗糙程度相同时,用斜面提升相同的重物,斜面越陡,机械效率越高.
为什么斜面越陡,机械效率越高鞋面做功的有用功为重力做功 。(保持不变)总功为拉力做用功 。额外功为摩擦力做功 。斜面越陡,摩擦力做功越?。敌试礁?。
斜面的机械效率跟斜面的长度有关吗为什么影响斜面机械效率的因素有两个:一是斜面的粗糙程度,二是斜面的倾斜程度;
【斜面机械效率_若使用同一斜面,为什么所拉重物质量越大,斜面机...】这两个因素都会影响斜面的摩擦力,而摩擦就是额外功的来源 。
所以,斜面的机械效率,与斜面长度无关 。如何证明斜面机械效率与物重无关其实这个很好理解,角度一定时 , 重力和摩擦力成正比,重力增加,摩擦力也以相同比例增加,所以机械效率和重力无关 。
设物体所受重力G=mg , 恒力F作用在物体上,将物体在斜面上匀速拉动s,期间物体被抬高h.
要算机械效率η=Gh/Fs.............................1
Fs=Gh+fs....................................................2
首先弄清楚这几个物理量之间的关系:
F=Gsin(θ)...............................................3
f=Gcos(θ)*μ..........................................4
μ是物体与斜面间动摩擦系数.
h=s*sin(θ)..............................................5
(2)代入(1)中:
η=Gh/(Gh+fs)............................................6
再将(3)(4)(5)代入(6)中:
η=Gssin(θ)/(Gssin(θ)+Gcos(θ)*μ*s)......7
将(7)化简得:
η=sin(θ)/(sin(θ)+μcos(θ))=1/(1+μcot(θ))
式中不含有G.
综上所述 , 斜面的机械效率和物体质量无关.
若使用同一斜面,为什么所拉重物质量越大,斜面机...使用同一斜面,斜面机械效率不变
理由:斜面的机械效率取决于:
斜面的粗糙程度和斜面的倾斜程度,与物体的重力无关
课本实验验证:
文章插图
斜面机械效率的结论:
1.在斜面粗糙程度相同时,斜面越陡,机械效率越高 。
2.在斜面倾斜程度相同时,斜面越粗糙 , 机械效率越低 。
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