斜面机械效率
斜面机械效率公式为:η=W有/W总=Gh/Fs。斜面机械效率的推导(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。)
公式
斜面机械效率公式为:η=W有/W总=Gh/Fs。斜面机械效率的推导(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。)
推导公式:η=sinθ/μcosθ+sinθ=1/(μcotθ+1)

(θ为斜面倾角,μ为滑动摩擦系数)
推导过程:如图,将物体重力垂直分解为垂直于斜面的力F⊥和平行于斜面的力F∥,则:
η=W有/W总=Gh/Fs=Gh/(f+F')s=Gh/(μF⊥+F∥)s=Gsinθ*s/(μGcosθ+Gsinθ)*s=sinθ/μcosθ+sinθ=1/(μcotθ+1)
意义
(1)机械效率是反映机械性能的优劣的重要标志之一。总功等于有用功与额外功之和,因而有用功只占总功的一部分。显然,有用功所占比例越大,机械对总功的利用率就越高,机械的性能就越好。物理中,用机械效率来表示机械对总功的利用率。
(2)在计算机械效率时,注意物理量名称所标示的意义。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
相关实验
1、研究斜面的机械效率与斜面倾斜程度的关系。探究斜面机械效率的实验
猜想:斜面的倾斜程度越大,机械效率越高
实验器材:斜面、木块、弹簧测力计、刻度尺
(实验过程中,保持木块所受重力G不变,斜面长S不变,改变的是斜面的高度h和拉力F)
实验步骤:(将所测数据填入表格一中)
① 用弹簧测力计测出木块的重力G
② 用刻度尺量出斜面的长度S和高度h1
③ 用弹簧测力计拉木块做匀速直线运动,读出拉力F1
④ 改变斜面的倾斜程度,量出斜面的高度h2
⑤ 用弹簧测力计拉木块做匀速直线运动,读出拉力F2
计算公式:
W有1=Gh1 W有2=Gh2
W总1=F1S W总2=F2S
机械效率
喷气推进系统:16%-24%
起重机:40%-50%
内燃机-----汽油发动机:22%-27%
柴油发动机:28%-30%
涡轮水泵:60%-80%
滑轮组:50%-70%