滑輪機(jī)械效率知識(shí)點(diǎn)及經(jīng)典例題

1、滑輪專題復(fù)習(xí)滑輪：定滑輪和動(dòng)滑輪1 .定滑輪：滑輪的軸固定不動(dòng)的叫做定滑輪。定滑輪可以改變力的方 向，但不省力。2 .動(dòng)滑輪：滑輪的軸隨物體一起運(yùn)動(dòng)，這樣的滑輪叫做動(dòng)滑輪。動(dòng)滑 輪可以省一半力，但不能改變用力的方向。滑輪組1 .滑輪組是由若干個(gè)定滑輪和動(dòng)滑輪組裝而成的，可以達(dá)到既省力又改變力的方向的作用效果。2 .滑輪組省力情況的確定方法：在不考慮摩擦及動(dòng)滑輪受到的重力的情況下，使用滑輪組時(shí)，滑輪組用幾股繩子吊著物體，提起物體所用的力就是物重的幾分之一。如圖所示?；喗M繩子的穿繞方式及拉力計(jì)算滑輪組繩子的穿繞方式很多，現(xiàn)以串聯(lián)式滑輪為例，介紹幾種滑輪組繩子的穿繞方式。1 . 一個(gè)定滑輪和一個(gè)動(dòng)

2、滑輪（圖1. 47-7） o2 . 一個(gè)定滑輪和二個(gè)動(dòng)滑輪（圖1. 47 8）。3 .二個(gè)定滑輪和一個(gè)動(dòng)滑輪（圖.47 9甲）。4 .二個(gè)定滑輪和二個(gè)動(dòng)滑輪（圖1. 47 9乙）* I 胃0 圖3個(gè)筒單的滑輪 系究.由一個(gè)定滑輪及 一個(gè)動(dòng)滑淪組成,哥條 境用的張力是重韌的三 分之一圖3a - 一個(gè)陸單的滑 骷系統(tǒng)口由一個(gè)定褶輪 及一個(gè)由滑輪組成，并 附加一個(gè)定滑輪改變施 力方向,每條線繩的張 力是重枷由三分之一.圖取個(gè)效復(fù)菜的滑輪系統(tǒng).每條維的 張力是亶物的四分之 一。一個(gè)附加為定滑輪 改變施力方向.巧記“口訣”，組裝滑輪組根據(jù)不同的要求，設(shè)計(jì)與組裝滑輪組的方法很多。利用口訣：“奇動(dòng)偶定；一動(dòng)

3、配一定；偶數(shù)減一定；變向加一定?！比ソ鉀Q這一問題，可以使學(xué)生準(zhǔn)確記憶和掌握組裝滑輪組的要1、根據(jù)題意確定由多少段繩子（ n）承擔(dān)動(dòng)滑輪重力和物體重力。2、確定動(dòng)滑輪個(gè)數(shù)。（1）當(dāng)n為偶數(shù)時(shí)，動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)是：n/2（2）當(dāng)n為奇數(shù)時(shí)，動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)是：n-1/23、組裝滑輪組。口訣：“奇動(dòng)偶定”。確定好了動(dòng)滑輪和定滑輪的個(gè)數(shù)后，再確定繩子的起始點(diǎn)。（1）當(dāng)n為奇數(shù)時(shí)，繩子的起始點(diǎn)從動(dòng)滑輪開始，經(jīng)定滑輪依次按畫螺旋線的方法繞線。（2）當(dāng)n為偶數(shù)時(shí)，繩子的起始點(diǎn)從定滑輪開始，經(jīng)動(dòng)滑輪依次按畫螺旋線的方法繞線。（3）當(dāng)動(dòng)滑輪和定滑輪個(gè)數(shù)不相等時(shí)，只有一種繞法，固定端一定在個(gè)數(shù)較少的滑輪上。（4）在需要改

4、變施力的方向時(shí)，仍以動(dòng)滑輪的個(gè)數(shù)為基數(shù)，按“變向加一定”的方法確定定滑輪的個(gè)數(shù)。即：在“一動(dòng)配一定，偶數(shù)減一定”的基數(shù)上，再加上一個(gè)定滑輪。相關(guān)公式1、繩子段數(shù)n的確定：在定滑輪和動(dòng)滑輪之間劃一條虛線，將定滑輪和動(dòng)滑輪 隔開，然后再查出與動(dòng)滑輪相連的繩子段數(shù)。2、三個(gè)n倍關(guān)系S=nh（當(dāng)滑輪組處于豎直狀態(tài)時(shí)）或S=nL（當(dāng)滑輪組處于水平狀態(tài)時(shí)）F = ：（?勿+ ?）（不計(jì)繩子重和摩擦）丫繩二口丫物（速度比，當(dāng)滑輪組處于豎直、水平狀態(tài)時(shí)通用 ）3、兩個(gè)機(jī)械效率公式：二）=卷,（當(dāng)滑輪組處于豎直狀態(tài)時(shí)）或=）=;當(dāng)滑輪組處于水?卮、卮、平狀態(tài)時(shí)）?有有物“=k = ?7k = ?k （不計(jì)純重和

5、摩擦?xí)r）總一有額.物動(dòng)4、兩個(gè)功率公式P = W?（適用于任何狀態(tài)的滑輪組）P=FV繩典型習(xí)題3、如圖所示，小明用兩個(gè)滑輪組成甲、乙兩種不同的省力滑輪組.他分別用這兩種滑輪組把質(zhì)量相同的重物吊到等高的平臺(tái)上，兩次吊重物時(shí)他拉繩的速度相同.不計(jì)摩擦和繩重，下列說法正確的是（）電七A、兩次吊物，小明所做的功和功率的多少相同，甲裝置的效率高B、兩次吊物，小明所做的功、功率的多少和效率的高低都相同C兩次吊物，小明所做的功率的大小和效率的高低相同，用甲裝置做的功多D、兩次吊物，小明所做的功的多少和效率的高低相同，用乙裝置時(shí)功率大考點(diǎn)：功的計(jì)算；滑輪（組）的機(jī)械效率；功率的計(jì)算。專題：應(yīng)用題。分析：從題中

6、知：重物的質(zhì)量相同，兩次拉繩的速度相等，重物上升的高度相同，滑輪相同.?有先根據(jù)W=Fs求出小明的拉力所做的功 W甲與W乙；再由刀方更求出機(jī)械效率；最后根據(jù) .總P=Fv比較功率的大小.解答：解：（1）小明的拉力是用來克服物體與動(dòng)滑輪的重力做功，因?yàn)槲矬w重力相等，滑輪相同，上升的高度相同，所以兩次做功相等；（2）由W=Gh知，兩次所做的有用功相等，所以機(jī)械效率相等；（3）因?yàn)榧讏D中有 3段繩子拉著動(dòng)滑輪所以 F甲1（G物+G輪）；乙圖中有2段繩子拉著動(dòng)3滑輪，所以F乙=1 （G物+G輪）；F甲F乙，丫甲二丫乙，根據(jù)P=Fv得P甲P乙.故選D.點(diǎn)評(píng)：考查了功、功率、機(jī)械效率的計(jì)算，特別注意滑輪組

7、的使用方法，滑輪組省力但不省 功，機(jī)械效率等于有用功與總功的比值.5、利用如圖所示的甲、乙兩個(gè)滑輪組，在相同的時(shí)間內(nèi)用大小相同的力Fl和F2分別把質(zhì)量相等的重物 G1和G2提升到相同的高度，則（ ）A、甲滑輪組的機(jī)械效率高日乙滑輪組的機(jī)械效率高C F2做功的功率大D、Fl、F2做功的功率一樣大考點(diǎn)：滑輪（組）的機(jī)械效率；功率的計(jì)算。 分析：滑輪組的機(jī)械效率是有用功與總功的比值，要正確地解決此題，關(guān)鍵是搞清有用功與總功的計(jì)算，還要分清每個(gè)滑輪組由幾段繩子承擔(dān)物重.功率是表示物體做功快慢的物理量，一定要注意題目中比較哪個(gè)功的功率. 解答：解：甲滑輪組由3段繩子承擔(dān)物重，所以 S=3hi?彳?用 I

8、 w _ T . 11 , 11人印一?= W；一 環(huán)乙滑輪組由2段繩子承擔(dān)物重，所以 =2h2小患=餐=溫 又因?yàn)?G1=G2, F1=F2,所以乙滑輪組的效率高.兩物體上升速度相同，所以甲繩端移動(dòng)速度大于乙繩端移動(dòng)速度.根據(jù)P=Fv,拉力F相同，所以F1的功率大.故選B.點(diǎn)評(píng)：此題主要考查了滑輪組機(jī)械效率的計(jì)算, 離與物體上升高度的關(guān)系.以及功率的計(jì)算.同時(shí)還用到了繩端移動(dòng)距7、兩滑輪組裝置如圖所示，已知每個(gè)滑輪重力都為Go,摩擦和繩重均不計(jì)，用它們分別勻,I 76速提起重為G=5Go的物體時(shí)，甲、乙兩滑輪組的機(jī)械效率之比是（）6:7 05A、 C 5: 6D 5: 7考點(diǎn)：滑輪（組）的機(jī)

9、械效率；功的計(jì)算；有用功和額外功；機(jī)械效率的大小比較。 專題：計(jì)算題；推理法。分析：若將物體提升h,知道提升的物重利用功的公式求有用功；因?yàn)槟Σ梁屠K重均不計(jì)， 知道每個(gè)滑輪重， 可以計(jì)算使用滑輪組時(shí)的額外功（甲圖有1個(gè)動(dòng)滑輪，乙圖有兩個(gè)動(dòng)滑輪）；利用W*W有用+W額分別求出總功，再利用機(jī)械效率的公式求 出滑輪組的機(jī)械效率，最后求兩個(gè)滑輪組的機(jī)械效率的比值.解答：解：設(shè)物體被提升的高度為 h,W 有i=Gh=5Goh ；摩擦和繩重均不計(jì),使用滑輪組時(shí)做的額外功就是將動(dòng)滑輪提升h做的功,.甲圖有1個(gè)動(dòng)滑輪，使用甲滑輪組時(shí)的額外功：W 額=G 輪 h=Goh,使用甲滑輪組時(shí)的總功：W ,m=W 有用

10、+W 額=5Goh+Goh=6Goh, 使用甲滑輪組時(shí)的機(jī)械效率：?有=5?薩=5ri?T=6?7S?=6，心、乙圖有2個(gè)動(dòng)滑輪，使用乙滑輪組時(shí)的額外功:W 額=2/ h=2Goh,使用乙滑輪組時(shí)的總功：W 總=W用+W額=5G）+2G0h=7G0h,使用乙滑輪組時(shí)的機(jī)械效率：?有 5?0? 5% =7?尹?5 5 7: 一?？6 7 6故選B.完全相同的A、B兩個(gè)滑輪組（繩重及摩擦忽略不計(jì)），分別提升重為 G1和G2的兩物體？點(diǎn)評(píng)：本題考查了使用滑輪組時(shí)有用功、額外功、總功、機(jī)械效率的計(jì)算方法，能根據(jù) W額 =G輪h求額外功是本題的關(guān)鍵.8、判斷滑輪組機(jī)械效率高低的因素與哪些因素有關(guān)？（1）

11、滑輪組機(jī)械效率高低可能與動(dòng)滑輪重有關(guān)；（2）滑輪組機(jī)械效率高低可能與物重有關(guān)；（3）滑輪組機(jī)械效率高低可能與物體提升高度有關(guān)；（4）滑輪組機(jī)械效率高低可能與與承重繩子段數(shù)（繞法）有關(guān).分析：影響滑輪組機(jī)械效率的因素有被提升物體的重力、動(dòng)滑輪重力、繩子重力和摩擦等；17、（2010?廣西）用如圖所示的滑輪組提起重1000N的貨物，所用拉力是 400N,繩的自由端被拉下2m.關(guān)于這個(gè)滑輪組工作的下列說法中，正確的是（）B、額外功是100JC有用功是400JD、機(jī)械效率是62.5%考點(diǎn)：滑輪（組）的機(jī)械效率；功的計(jì)算；有用功和額外功。專題：計(jì)算題；推理法。分析：首先根據(jù)滑輪組裝形式，確定承擔(dān)物重的繩

12、子股數(shù)n=4,求出物體上升高度 h,然后利用公式 WFs計(jì)算總功、W有ig=Gh計(jì)算有用功，最后用有用功除以總功得出滑輪組的機(jī) 械效率.解答：解：由圖知，n=4,則繩的自由端移動(dòng)的距離 s=nh, 物體上升高度：h=?2?=丁=0而提起貨物所做的有用功：W 有i=Gh=1000NC 0.5m=500J,故 C錯(cuò)；提起貨物所做的總功：W ,h=Fs=400N 2m=800J 故 A 正確；提起貨物所做的額外功：W 額=W 總、-W 有用=800J- 500J=300J,故 B 錯(cuò);滑輪組的機(jī)械效率：?有用刀。?？=800?=62.5%,故 D 正確. 總 故選AD.點(diǎn)評(píng)：本題是一個(gè)選擇題，實(shí)質(zhì)上

13、是一個(gè)小綜合題，最好的做法就是將每一個(gè)量計(jì)算出來進(jìn) 行判斷.本題的關(guān)鍵有二：一是 n的確定（直接從動(dòng)滑輪上引出的繩子股數(shù)），二是W =W額+W有用.18、通過測(cè)量滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)，可得出下列各措施中能提高機(jī)械效率的是（）A、增加動(dòng)滑輪，減小拉力B、改用質(zhì)量小的動(dòng)滑輪C減少提升高度，減少做功D、增加提升重物重力，增大有用功考點(diǎn)：滑輪（組）機(jī)械效率的測(cè)量實(shí)驗(yàn)；功的計(jì)算；增大或減小機(jī)械效率的方法。 分析：滑輪組的機(jī)械效率是有用功與總功之比，比值越大，機(jī)械效率越高.所以要提高滑輪組的機(jī)械效率可以盡量減少額外功. 知道額外功是克服摩擦以及動(dòng)滑輪重力做的功. 解答：解：A、動(dòng)滑輪越重，需要做的額外功越

14、多，所以 A說法錯(cuò)誤.B、改用質(zhì)量小的動(dòng)滑輪，可以減少額外功，所以可以提高滑輪組的機(jī)械效率.所以B說法正確.C、由公式：刀裝=-2?= 焉?所以機(jī)械效率的高低與物體被提升的高度無關(guān).所以 C 說法錯(cuò)誤.D、提高物體的質(zhì)量，可以提高有用功，這樣有用功在總功中所占的比值增大.所以增加提 升重物重力可以提高滑輪組的機(jī)械效率.所以D說法正確.故選B、D.點(diǎn)評(píng)：此題主要考查了提高滑輪組的方法.首先要知道滑輪組機(jī)械效率是有用功與總功之比，比值越大，效率越高.所以有用功越大、額外功越少，機(jī)械效率越高.因此可以通過減少額 外功，提高有用功來提高滑輪組的效率.二、填空題（共12小題）25、一個(gè)質(zhì)量為70kg的工

15、人，用如圖所示的裝置（包括滑輪組及裝磚的托板）提升一堆磚.已知裝磚的托板重200N,每塊磚重100N.滑輪的摩擦和繩重均可忽略不計(jì)，當(dāng)工人勻速提升10塊磚時(shí)，此裝置的機(jī)械效率為 80%.那么, 該人站在地面上用此裝置提升這些醇的過程中，此裝置的機(jī)械效率最高可達(dá)到 81.5% .（取g=10N/kg,結(jié)果保留1位小數(shù)）考點(diǎn)：滑輪（組）的機(jī)械效率；功的計(jì)算；有用功和額外功。專題：計(jì)算題。分析：由滑輪組裝置可知承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n=2,重物被提升h,則拉力端移動(dòng)的距離 s=2h,（1）求出10塊磚重G磚和升高的高度h求出有用功；知道滑輪組的機(jī)械效率，根據(jù)機(jī)械效率的公式求出總功；而總功等于有用功與額外

16、功之和，可以求出額外功；不計(jì)滑輪的摩擦和繩重， 使用滑輪組做的額外功就是提升動(dòng)滑輪做的功W額=（G輪+G板）h,可以求出動(dòng)滑輪重；（2）當(dāng)人站在地面上用此裝置提升這些磚的過程中，使用最大拉力不能超過人自重（否則 人會(huì)被提起），.一 1假設(shè)f =g,根據(jù)F=- （G輪+G卞+G磚）求出取大磚重G磚，求出有用功 w有=g h 2總功W總=F,再利用機(jī)械效率的公式求此時(shí)的機(jī)械效率.解答：解：由圖知，n=2,若醇被提升h,則拉力端移動(dòng)的距離 s=2h,（1）當(dāng)工人勻速提升10塊磚時(shí)，W 有用=6磚 x h=100NX 10X h=1000NX,h?.E有用- ” ?*，.總?.E一_ 有用 _1000

17、? X ?W 息于=80% /W=W有用+W額，-.W額=W總W有用=1000? X?80%1000NX h=250NXh;不計(jì)滑輪的摩擦和繩重, .使用滑輪組做的額外功:W 額=（G輪+G板）h= （G輪+200N） h,由得：（G 輪+200N） h=250NXh解得：G輪=50N;（2）由題知，人使用的最大拉力：5大=6 人=mg=70kg 10N/kg=700N ,1 -/八、1 /、. F大二/（G 輪+G板+G磚）=2 （50N+200N+G 磚）=700N,能提升的最大醇重:G磚=1150N,.每塊磚重100N, 最多能提升醇的數(shù)量為 11塊,能提升的最大醇重:G磚=1100N此時(shí)拉力 F 1 (G 輪+G 板 +G 磚)=；(50N+200N+1100N) =675N,W 有用=G Xh=1100NChW 總=F s=675岑2h?有用 _1100? X“”?二一675? X 281.5%總故答案為：81.5%.點(diǎn)評(píng)：本題考查了使用滑輪組時(shí)有用功、總功、機(jī)械效率的計(jì)算方法,不計(jì)滑輪的摩擦和繩重，用好 使用滑輪組做的額外功 W額=（G輪+G板）h,拉力F=1 （G輪+G板+G磚）”是本題的關(guān)鍵.26. （10 茂名）（8分）用如圖所示的滑輪組去拉物體A,已知A物質(zhì)的密度是2 X 103kg