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[综合知识] 有用功和额外功

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发表于 2015-12-28 11:52:27 | 显示全部楼层 |阅读模式

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考点名称:有用功和额外功

  • 有用功,额外功与总功:
    名称定义符号公式实例
    有用功使用机械做功时对人们有用的功W有W有=Gh从井中打水时提水所做的功
    额外功对人们没有用但又不得不做的功W额——从井中打水时提水桶和绳子所做的功
    总功有用功与额外功之和W总W总=W有+W额从井中打水时手的拉力所做的功


  • 区分有用功和额外功:
        区分有用功与额外功的关键是看我们需要达到什么做功目的。在同一做功过程中,目的不同,功的性质就不一样。例如:用桶将水从水井中提出来,提水是我们需要的,而提桶是不需要,但又不得不做的功,故克服水重做的是有用功,而克服桶重做的是额外功;如果是一只桶掉入水井里,我们要将桶从井中提出来,则克服桶重做的是有用功,而克服桶中可能带出来的水的重力所做的功就是额外功了。


  • 计算有用功,额外功和总功的方法:
    1. 总功的计算:
    (1)定义法:W总=Fs
    (2)总功等于有用功和额外功之和,即W总=W有用+W额外
    (3)公式法:
    2. 有用功的计算方法:
    (1)定义法:W有用=Gh
    (2)W有用=W总-W额外
    (3)公式法:
    3. 额外功的计算方法:
    (1)定义法:
    (2)W额外=W总-W有用
    (3)公式法:

  • 题文
    建筑工地上,工人用如图所示的装置将重为500N的建材从地面匀速送到6m高处,所用拉力为300N,时间为20s.不计摩擦和绳重,求:
    (1)工人做的有用功;
    (2)工人做功的功率;
    (3)此过程中该装置的机械效率;
    (4)如果用这个滑轮组匀速提起400N的重物,需要用多大的拉力?

    题型:问答题难度:中档来源:不详




    答案
    已知:G=500N,F=300N,h=6m,t=20s.
    求:(1)工人做的有用功;
    (2)工人做功的功率;
    (3)此过程中该装置的机械效率;
    (4)如果用这个滑轮组匀速提起400N的重物,需要用多大的拉力
    由图示可知,滑轮组绳子的有效股数n=2;
    (1)工人做的有用功:
    W有=Gh=500N×6m=3000J;
    (2)工人做的总功:
    W总=Fs=Fnh=300N×2×6m=3600J;
    工人做功的功率:
    P=
    W总
    t
    =
    3600J
    20s
    =180W;
    (3)此过程中,该装置的机械效率:
    η=
    W有
    W总
    ×100%=
    3000J
    3600J
    ×100%≈83.33%;
    (4)∵绳子的拉力F=
    G物体+G动滑轮
    n

    ∴G动滑轮=nF-G物体=2×300N-500N=100N,
    绳子拉力:
    F′=
    G物体′+G动滑轮
    n
    =
    400N+100N
    2
    =250N;
    答:(1)工人做的有用功是3000J;
    (2)工人做功的功率180W;
    (3)此过程中该装置的机械效率83.33%;
    (4)如果用这个滑轮组匀速提起400N的重物,需要用250N的拉力.





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