2012高中物理 1.4 人与机械学案3 鲁科版必修2

第 4 节 人 与 机 械 学 案【学习目标】1．巩固机械功的原理；2．能熟练计算机械效率，并知道其代表的物理意义；3．理解功率和机械效率是从不同方面反映机械性能的两个物理量，它们之间无必然的联系；4．了解现代机械的发展水平。【学习重点】1．能熟练计算机械效率，并知道其代表的物理意义；2．理解功率和机械效率是从不同方面反映机械性能的两个物理量，它们之间无必然的联系。【知识要点】一、功率与机械效率1.机械效率的计算：η=总有用总有用PPWW2.功率和机械效率的区别：功率是表示做功的快慢；机械效率是表示机械对总能量的利用率。它们之间没有什么必然的联系。二、机械的使用1、机械使用的意义极大地丰富和改善了我们的生活，但要注意机械的合理使用，最终达到与大自然的和谐共处。2、机器人分为四类：（1）顺序型。很多固定作业的装配机械手都属于此类。（2）沿轨道作业型。这类机器人能执行受控过程。（3）远距离作业型。这类机器人可接受遥控，对操作者的行为反应可通过编程实现，应用于核工业、真空、宇宙、海洋开发等应用领域。（4）适应型或者智能型。它们具有感知、适应或学习功能。【典型例题】电梯载着一名体重 75kg 的乘客，取重力加速度 g=10m/s2。若电梯载着乘客以 1.0m/s2的加速度匀加速上升，求：（1）从静止开始 2s 内电梯对乘客做功功率和 2s 末电梯对乘客做功功率；（2）说出电梯克服哪些（至少两个）额外阻力做了无用功；（3）从静止开始 2s 内和 2s 末电梯的效率,已知在 2s 末电机的输出功率为 1.5×104W；（4）说出电机做了哪些（至少两个）额外功；（5）2s 末电机的效率，已知在 2s 末电机的实际功率为 2.0×104W；（6）若把电机和电梯视为整体，则它们 2s 末的效率。解析：（1）电梯对乘客做功功率就是电梯对乘客的作用力做功功率，2s 内电梯对乘客做用心 爱心 专心1功功率为平均功率，选择乘客为研究对象，乘客受到地球对他重力 mg 和电梯对他弹力 F，乘客匀加速上升，据牛顿第二定律可得F-mg=ma，据匀加速直线运动公式可得乘客 2s 内位移s=at2/2=1×22/2=2m，据功的定义式可得电梯对乘客做功W=Fs=m（g+a）s，据功率的定义式可得电梯对乘客做功平均功率P1= W/t= m（g+a）s/t=75（10+1）2/2=8.25×102W；2s 末电梯对乘客做功功率为瞬时功率，据匀加速直线运动公式可得乘客 2s 末速度v=at=1×2=2m/s，又 P2= Fv解得 P2= m（g+a）v=75（10+1）2=1.65×103W。（2）...