II. Задачи по изученному вопросу

Урок в 7 классе по теме «Коэффициент полезного действия»

Задания по предыдущему материалу

1.Какую работу необходимо совершить, чтобы груз массой m=0,06 тонн поднять у поверхности Земли на высоту h=8 м? (4,8 кДж)

2.Тело под действием силы величиной 0,05 кН в течение 3 минут движется с постоянной скоростью 36 км\ч. Найти совершенную при этом работу. (90 кДж)

3.Найти силу, которая выполняет работу 600 кДж на участке длиной 2 км (300 Н)

1)Какую работу совершает сила тяжести по отношению к яблоку, которое висит на веточке? (Работа силы тяжести равна нулю, так как яблоко не движется)

2)Положительную или отрицательную работу совершает сила тяжести при падении дождевой капли на землю? Обоснуйте ответ (Работа силы тяжести положительная, так как и сила тяжести, и движение капли направлены в одну сторону)

3)Положительную или отрицательную работу выполняет сила трения при остановке машины? Обоснуйте ответ (Работа силы трения отрицательная, так как сила трения направлена в противоположную сторону по отношению к движению машины)

I. Изучение нового материала

При выполнении какой-либо работы всегда различают три работы: полезную, неполезную и затраченную (полную или совершенную). Затраченная или совершенная работа – это реально выполненная работа. Полезная работа – это работа, ради которой применяется данный механизм.

А_{совершенная} = А_{полезная} + А_{неполезная}

Полезная работа всегда меньше совершенной. Здесь виной трение и сопротивление. Коэффициент полезного действия η=А_{полезная}/А_{совершенная}·100%

η= ∙ 100%

КПД всегда меньше единицы

Для увеличения КПД надо уменьшать трение и вес самого простого механизма. Тогда совершенная работа станет меньше и приблизится к полезной. А КПД приблизится к 100%

II. Задачи по изученному вопросу

1.Определите КПД процесса, в котором полезная работа А_п=60 кДж, а совершенная А_с=80 кДж (75 %)

2.КПД процесса η=80%. Определите совершенную и неполезную работы, если полезная работа А_п=40 кДж (50 кДж, 10 кДж)

Решение:

Здесь удобнее применить значение кпд не в процентах, а в виде простого числа, то есть η=0,8

Тогда формула примет вид η= , откуда выразим совершенную работу =

= = 50 кДж

Полная то есть совершенная работа А_сов = А_полез + А _неп равна сумме полезной и бесполезной работ.

Откуда бесполезная работа А_неп = А_сов - А_пол

А_неп = 50 кДж – 40 кДж = 10 кДж

Ответ: А_сов=50 кДж, А_неп = 10 кДж

3.Найти полезную и полную работы механизма, КПД которого η=60%, если значение неполезной работы А_н=20 Дж. (30 Дж, 50 Дж)

4.Найти КПД механизма, в котором значение полезной работы превышает значение неполезной в 5 раз. (Примерно 83%)

5.Ящик с гвоздями, масса которого 25 кг, поднимают на пятый этаж строящегося дома, приложив силу F=500 Н. Вычислите КПД установки. (50%)

Решение:

Здесь работа полезная А=mgh, а совершенная А_сов = Fh

Тогда η= ∙ 100% = ∙100% = ∙100%

Подставляем и делаем подсчет

6.Груз массой 1,2 кг равномерно переместили к вершине наклонной плоскости длиной 0,8 м и высотой 0,2 м. При этом сила, направленная параллельно длине наклонной плоскости, была равна 5,4 Н. Найти КПД установки. (55%)

7.При равномерном перемещении груза массой 15 кг по наклонной плоскости динамометр, привязанный к грузу, показывал силу 40 Н. вычислите КПД наклонной плоскости, если длина ее 1,8 м, высота 30 см. (62,5 %)

Домашнее задание: §37 Упражнение 18(1-4)