機(jī)械效率專題復(fù)習(xí)

[考點(diǎn)提煉]考點(diǎn)1：分析判斷題目情境中的W有、W額、W總典型題1：利用滑輪或滑輪組提升重物，如圖1。提示：繩子段數(shù)：與動滑輪接觸的繩子都需承擔(dān)物重；s=nh（s：繩子移動的距離；n：繩子段數(shù)；h：物體上升高度）；v繩=nv物。思維要點(diǎn)：豎直提升重物時(shí)，無論是否使用機(jī)械，都必須克服物體重力做功，因此W有=G物h；影響滑輪組機(jī)械效率的因素：物重、動滑輪重、繩重與摩擦。解題思路：η=[W有W總]；W總=Fs繩或W總=Pt或W總=W有+W額。典型題2：利用滑輪或滑輪組水平移動重物，如圖2。提示：繩子移動距離和物體移動距離關(guān)系：s繩=ns物，繩子運(yùn)動速度和物體運(yùn)動速度關(guān)系：v繩=nv物。思維要點(diǎn)：水平拉動物體時(shí)，無論是否使用機(jī)械，都必須克服物體所受摩擦力做功，因此W有=f物s物。解題思路：η

=

[W有W總]；W總=Fs繩或W總=Pt或W總=W有+W額。典型題3：利用斜面提升重物，如圖3。提示：唯一的額外功是克服物體和斜面之間的摩擦做的功；拉力F大于摩擦力f（f沿斜面向下）。思維要點(diǎn)：使用斜面的目的也是豎直方向提升重物，因此克服物體重力做的功為有用功，因此W有=G物h。解題思路：η

=

[W有W總]；W總=Fs或W總=W有+W額=Gh+fs。考點(diǎn)2：理解題目情境中的關(guān)鍵詞1.杠桿靜止或勻速轉(zhuǎn)動：杠桿平衡，滿足杠桿平衡條件F1l1=F2l2。2.不計(jì)繩重和摩擦（滑輪組豎直使用）：額外功W額=G動h；拉力F=[G物+G動n]。3.浸沒：V排=V物。[真題精講]例1（2022·云南）如圖4，工人利用滑輪組將質(zhì)量為57kg的建筑材料勻速提升，繩子自由端移動的速度為0.4m/s，動滑輪的質(zhì)量為3kg，忽略繩重和摩擦，g=10N/kg，則（）。A.經(jīng)過10s建筑材料被提升4mB.工人對繩子的拉力為300NC.經(jīng)過10s工人做的有用功為2280JD.此過程中該滑輪組的機(jī)械效率為90%解題思路：忽略繩重和摩擦，意味著W額=G輪h；F=[G物+G輪2]。工人對繩子的拉力為[F=12G物+G動=12×（57kg×10N/kg+3kg×10N/kg）=300N]；此過程中該滑輪組的機(jī)械效率為[η=W有W總=G物hFs=m物ghFs=57kg×10N/kg×2m300N×2×2m=95%]。答案：B例2（2022·遼寧·本溪）用如圖5所示的滑輪組拉動重300N的箱子，以0.2m/s的速度在水平地面上做勻速直線運(yùn)動，箱子與地面間的摩擦力為自身重力的0.2倍，滑輪組的機(jī)械效率為75%，下列說法正確的是（）。A.拉力F為80NB.10s內(nèi)繩子自由端移動2mC.3s內(nèi)物體重力做功180JD.拉力F的功率為16W解題思路：關(guān)鍵詞含義：f=0.2G=0.2×300N=60N；繩子段數(shù)n=2；W有是克服摩擦力做的功。箱子在水平地面上勻速運(yùn)動，箱子的重力方向與物體運(yùn)動的方向垂直，重力不做功。根據(jù)公式[P=Wt=Fst=Fv]，拉力F的功率為[P=Fv繩=40N×0.4m/s=16W]。答案：D[總結(jié)提升]此類問題的常見解題步驟為：1.審題：將題中的數(shù)據(jù)賦給相應(yīng)的物理量；圈畫關(guān)鍵詞，標(biāo)注其含義；2.解題：從結(jié)果出發(fā)，畫出推向已知的思維導(dǎo)圖；3.計(jì)算題確定書寫順序：從已知出發(fā)，往回推至要求的結(jié)果（注意必要的文字說明：水平勻速、浸沒等）；4.書寫：注意公式中各物理量的單位統(tǒng)一用國際單位。[專題精練]1.（2022·內(nèi)蒙古·通遼）如圖6，用如圖甲所示的滑輪組提升物體M，已知物體M所受的重力為550N，卷揚(yáng)機(jī)加在繩子自由端的拉力F將物體M在20s內(nèi)沿豎直方向勻速提升10m，拉力F做的功W隨時(shí)間t的變化圖象如圖乙所示，忽略繩重及摩擦，下列說法正確的是（）。A.拉力F為350NB.繩子自由端移動的速度為0.5m/sC.動滑輪重為50ND.該滑輪組的機(jī)械效率為83.3%2.將一邊長為0.2m，密度為2.5×103kg/m3的正方體石塊，勻速從水中提起，已知動滑輪重力為40N，不計(jì)輪重、摩擦和水的阻力。求：（1）物體浸沒在水中時(shí)所受到的浮力大??；（2）物體浸沒在水中勻速上升時(shí)，動滑輪下端掛鉤處繩