滑輪組機(jī)械效率(非常好哦)

1、對“滑輪組機(jī)械效率”問題的討論“滑輪組的機(jī)械效率”是簡單機(jī)械、功、機(jī)械效率等物理知識的綜合應(yīng)用，此類問題涉及有用功、額外功、總功、功率等諸多概念，許多學(xué)生由于對這些概念理解不深，不能正確領(lǐng)會這些概念間的區(qū)別與聯(lián)系，往往在解題時感到困惑。下面就結(jié)合自己多年的教學(xué)體會，就以下四個問題談一些看法。一、首先要明確的幾個物理概念（1）有用功是由使用機(jī)械的目的所決定的。當(dāng)用滑輪組沿豎直方向提升物體時，滑輪組對物體豎直向上的拉力做的功就是有用功。若使用滑輪組沿水平方向拉物體時，滑輪組對物體水平方向的拉力所做的功就是有用功。（2）額外功是由機(jī)械克服本身的自重，相互接觸物件間的摩擦阻力及繩重所做的功，而其中由于

2、摩擦阻力及繩重所做的功是不易直接求出的，只能間接計(jì)算。（3）總功是指動力對機(jī)械所做的功。一般情況下使用滑輪組做功時，動力作用于繩子自由端，但也偶有例外，因此找準(zhǔn)動力很重要。（4）繩子的自由端和動滑輪移動的距離之間有一定的幾何關(guān)系。一般情況下為：或s=nh（其中：s是指繩的自由端移動的距離，L是指動滑輪或物體在水平方向移動的距離，n是動力拉動滑輪繩子的股數(shù)，h是物體上升的高度）。（5）由功的原理：“動力對機(jī)械所做的功等于機(jī)械克服阻力所做的功”。而機(jī)械克服阻力所做的功就包含了有用功和額外功。即：。（6）機(jī)械效率是有用功與總功的比值，只能小于或等于1，并且無單位二、當(dāng)滑輪組沿水平方向拉物體時，忽略對

3、動滑輪的重力做功利用滑輪組沿水平方向拉物體時，總功為，有用功為，若物體沿水平方向做勻速直線運(yùn)動，則物體受平衡力作用，應(yīng)有：，這時滑輪組的機(jī)械效率為例1. 如圖1所示，用一滑輪組拉著重為的汽車沿水平方向勻速移動，汽車所受的阻力為車重的0.03倍，此時要在繩端加以F=1000N的水平拉力，試求：滑輪組的機(jī)械效率為多少？若汽車移動的速度為0.2m/s，1min內(nèi)拉力F做了多少J的功？（滑輪和繩的自重不計(jì)，繩足夠長）。分析：汽車受力如圖1所示，由于汽車勻速移動，故物體受平衡力作用，因此動滑輪對汽車的拉力設(shè)汽車運(yùn)動時間為t，則車運(yùn)動距離L=vt，因?yàn)槔嚨睦K子股繩n=3，所以繩子自由端移動的距離為：s=

4、nL=3vt。動力對滑輪組做的總功為1分鐘內(nèi)拉力做功為三、當(dāng)使用滑輪組沿豎直方向拉物體時，求滑輪組機(jī)械效率的幾種方法（1）考慮動滑輪自重，摩擦阻力及繩重等所有額外功的情形使用滑輪組做的總功為因?yàn)槲矬w沿豎直方向被勻速提起，則物體受平衡力作用，則有：所以有例2. 用圖2所示的滑輪組將重為1000N的重物勻速提升0.5m，人對繩的拉力是400N，求繩的自由端被拉下幾米？這個滑輪組的機(jī)械效率是多少？分析：分擔(dān)重力的繩子段數(shù)n=3，所以繩自由端被拉下的距離滑輪組的機(jī)械效率：（2）考慮動滑輪自重，但不計(jì)輪軸間摩擦阻力及繩重等額外功的情形。此時由于物體沿豎直方向被勻速提起，物體受平衡力作用，即：，因此滑輪組

5、做的有用功為，總功為，所以有例3. 用圖3所示的滑輪組（不計(jì)摩擦）提升某一重物，所用拉力F為200N，若滑輪組的機(jī)械效率為80%，求：被提升物重；動滑輪重。分析：搞清額外功產(chǎn)生的原因是解決問題的關(guān)鍵，本題因不計(jì)摩擦，故額外功是因?yàn)閯踊喍鸬?。?）不計(jì)動滑輪自重，輪軸間摩擦阻力及繩重所做的額外功的情形這時滑輪組做的有用功是滑輪組的機(jī)械效率為100%四、討論不同滑輪組提升相同物重時機(jī)械效率的差異和同一滑輪組提升不同重物時機(jī)械效率的變化當(dāng)只考慮動滑輪自重，而不計(jì)輪軸間摩擦阻力及繩重的情形下，滑輪組的機(jī)械效率為（1）當(dāng)不同滑輪組（即不相等時）提升相同的物重時，由于繩子股數(shù)越多時，越大，將使滑輪組

6、的機(jī)械效率降低。所以要根據(jù)實(shí)際需要選用合適的滑輪組，而不是一味的追求省力。（2）用同一滑輪組（即一定時）提升不同的物重時，由于額外功一定，當(dāng)所提升的物重越大時，滑輪組所做的有用功越多，機(jī)械效率越高。例4. 某同學(xué)做滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)中，用圖4所示的甲、乙兩滑輪組提升同一重物，若物重為120N，每個動滑輪重20N，（摩擦不計(jì)），求：通過計(jì)算比較甲、乙滑輪組的機(jī)械效率。若甲掛的重物為180N，它的機(jī)械效率為多少？分析：圖4中甲、乙兩個滑輪組中動滑輪的個數(shù)不同，因此提升相同的物重時雖然做的有用功相同，但由于不等，故機(jī)械效率不同。說明：甲滑輪組的機(jī)械效率較高。當(dāng)用甲滑輪組提升物重為180N時，由于額

7、外功一定，有用功增加，滑輪組的機(jī)械效率要提高。以上是滑輪組機(jī)械效率問題中經(jīng)常出現(xiàn)的幾種情形，在具體分析問題時要根據(jù)不同的滑輪組合及條件進(jìn)行討論，針對不同的情形正確求解?；喗M機(jī)械效率計(jì)算專題一、復(fù)習(xí)目標(biāo)：1、了解滑輪組的特點(diǎn)2、會解答簡單的關(guān)于滑輪組機(jī)械效率的計(jì)算二、知識儲備：1.對于簡單機(jī)械來說，提升重物時，克服_所做的功為有用功,實(shí)際拉力做的功為_.那么機(jī)械效率的計(jì)算公式可寫作=_.2、在力學(xué)中，功包含兩個必要的因素分別是 和 ，計(jì)算功的公式W= ?？朔亓ψ龉Φ墓綖閃= ，克服阻力做功的公式為W= 。功率的計(jì)算公式P= = 。3、計(jì)算機(jī)械效率的公式是 。三、典例解析：例題：用滑輪組將重

8、6×102N的物體勻速提高2m，拉力所做的功為2×103J，所用的時間為20s。求：（1）有用功；（2）拉力的功率；（3）該滑輪組的機(jī)械效率。四、跟蹤練習(xí)：1、如圖1是伍實(shí)同學(xué)在測量滑輪組的機(jī)械效率實(shí)驗(yàn)的圖形，重物的質(zhì)量為100g，每個滑輪的質(zhì)量都為50g，不計(jì)繩子與滑輪、滑輪軸之間的摩擦，使用滑輪組使鉤碼勻速直線上升10，則人的拉力大小為 N，有用功為 J，額外功為 J，機(jī)械效率為 。步驟：2、用如下圖所示的滑輪組吊起重物，不計(jì)繩重和摩擦。（1）當(dāng)物重為150N時，繩端所用的拉力是60N，此時滑輪組的機(jī)械效率是多少？（2）當(dāng)所吊重物為300N時，10s內(nèi)重物被勻速提高2m

9、時，繩端拉力做功的功率是多少？此時滑輪組的機(jī)械效率是多少？3、用如圖3所示的滑輪組來勻速拉動鋼錠，已知鋼錠與地面的摩擦力F1為1200N，若此時滑輪組的機(jī)械效率為80%，物體速度為1m/s 圖3拉繩的速度是多少？ 拉繩的力F至少為多大？拉力的功率是多少？如果想用更小的力拉動鋼錠，請你提出一條可行性建議五、達(dá)標(biāo)測試：1、如圖3所示，物重G為600N，用滑輪組將重物勻速提升5m，所用的拉力F為250N，滑輪組的機(jī)械效率為_；若不計(jì)摩擦，被提升的物重增加時，滑輪組的機(jī)械效率將_（選填“變大”、“變小”或“不變”）。 2、如圖6所示，用一動滑輪拉一物體A以0.5m/s的速度在水平面上作勻速直線運(yùn)動，物

10、體A重為20N，受到的摩擦阻力是物重的0.2倍，水平拉力為2.5N，則在2s內(nèi)拉力做的功是_，滑輪的機(jī)械效率是_(不計(jì)滑輪重力 3、下列關(guān)于功率和機(jī)械效率的說法中，正確的是（ ）A功率大的機(jī)械，做功一定多 B做功快的機(jī)械，功率一定大C效率高的機(jī)械，功率一定大 D做功多的機(jī)械，效率一定高4、關(guān)于機(jī)械效率，下列說法正確的是（    ）A.有用功越大，機(jī)械的機(jī)械效率就越高 B.額外功越大，機(jī)械的機(jī)械效率就越低C.總功越大，機(jī)械的機(jī)械效率就越低 D.有用功與總功的比值越大，機(jī)械的機(jī)械效率就越高5、甲、乙兩機(jī)械，甲的機(jī)械效率是70、乙的機(jī)械效率是50，下列說法中正確的是（

11、）A、使用甲機(jī)械做功省力 B、甲機(jī)械做功快C、相同時間內(nèi)，甲機(jī)械完成的功多 D、乙機(jī)械的額外功在總功中占的比例大。6、小雪和小紅在“測滑輪組機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)中，一起組裝好如圖8所示的實(shí)驗(yàn)裝置，他們分別記下了鉤碼和彈簧測力計(jì)的位置。（1）小紅_向上拉動彈簧測力計(jì)，使鉤碼升高，并由彈簧測力計(jì)讀出拉力為0.5N,同時小雪用用刻度尺測出鉤碼提升的高度為0.1m，以上測量準(zhǔn)確無誤，其他被測物理量和計(jì)算的數(shù)據(jù)如下表：鉤碼重（N）彈簧測力計(jì)提升的高度（m）有用功（J）總功（J）機(jī)械效率20.40.20.2100%（2）小雪和小紅測得滑輪組的機(jī)械效率為100%，他們意識到出現(xiàn)了錯誤，請你幫助找出原因_ _(3

12、該滑輪組的機(jī)械效率實(shí)際為_(4若提升的鉤碼重增加到6N，則該滑輪組的機(jī)械效率將_（選填變大、變小、不變）7、如圖9所示，物體重180N，動滑輪重20N，繩重和摩擦不計(jì).在拉力F的作用下，物體正以0.1m/s的速度勻速上升.求：（1）拉力F；（2）拉力做功的功率；（3）動滑輪的機(jī)械效率.8、某人在河岸上，借助岸邊的大樹，利用滑輪組通過拉繩使停泊在水中的船勻速靠岸已知滑輪組是由一個定滑輪和兩個動滑輪組成的(滑輪和拉繩自重不計(jì)，船的總質(zhì)量為792×103kg，船勻速移動時受到水的阻力是船重的001倍，船受到滑輪組的拉力與人拉繩子的力始終水平，若人的拉力是220N，船靠岸的速度是03mS，(

13、g=10Nkg求：（1）畫出滑輪組的組裝圖。（2）滑輪組的機(jī)械效率。（3）人拉繩的功率。9、一質(zhì)量為6kg的石塊，沉在裝水的容器底部，某同學(xué)用一動滑輪將石塊從水中勻速提起1m，但石塊沒有露出水面，如圖所示，已知繩的自由端拉力為25N，求石塊在上升過程中：（1）石塊受到的浮力為多少？（2）繩的自由端拉力做功為多少？（3）動滑輪的機(jī)械效率為多少？ （石=3×103kg/m3，g=10N/kg）10、如圖10所示，建筑工地上的吊車是靠電動機(jī)來提升貨物，貨物重 103N，電動機(jī)的額定電流為 4A，電阻為20；電動機(jī)正常工作時，作用在繩子上的拉力為500N，l分鐘內(nèi)將貨物勻速提升了6m。求：（1）滑輪組的機(jī)械效率是多少？（2）電動機(jī)的額定功率是多少？答案跟蹤練習(xí)：一、1、0.5N，0.1J，0.05J，66.72、（1）83.3 （2）663、（1）3m/s （2）500 （3）1500 （4）改變滑輪組，增加動滑輪的個數(shù)二、1、40 2