專(zhuān)題滑輪組機(jī)械效率計(jì)算課件

專(zhuān)題—滑輪組機(jī)械效率計(jì)算專(zhuān)題—滑輪組機(jī)械效率計(jì)算復(fù)習(xí)：

1、W有：機(jī)械（滑輪組）對(duì)物體做的功。

2、W總：動(dòng)力對(duì)機(jī)械（滑輪組）做的功。一、滑輪組水平方向機(jī)械效率計(jì)算fF拉W有=F拉S物；因?yàn)椋篎拉=f（二力平衡）所以有：W有=fS物；W總=FS繩不計(jì)重力例題1：

如圖所示的滑輪組，繩端的拉力F=20N，物體與地面間的摩擦力f=50N，在F的作用下物體A水平向左勻速移動(dòng)2m。求：1、有用功為多少？

2、總功為多少？

3、該滑輪組的機(jī)械效率為多少？變式訓(xùn)練

如果上題中，不給出物體A向左勻速移動(dòng)2m，你能不能求出滑輪組的機(jī)械效率呢？例題2：

如圖所示，物體在拉力F的作用下水平向右以0.5m/s的速度勻速運(yùn)動(dòng)，物體與地面間的摩擦力為240N，滑輪組的機(jī)械效率為80%。求：（1）4S內(nèi)，有用功為多少？（2）4S內(nèi)，拉力F所做的功為多少？（3）拉力F大小為多少？拉力F的功率你做對(duì)了嗎？如何求繩端F的大??？二、滑輪組豎直方向機(jī)械效率計(jì)算G物F拉W有=F拉

h

因?yàn)椋篎拉=G物（二力平衡）W有=G物

hW總=FS例題3：

用如圖所示的滑輪組勻速提升重物，已知重物的重力為200N，動(dòng)滑輪的重力為40N，物體10秒上升2米（忽略繩重和摩擦）

求（1）拉力F的大小

（2）有用功為多大？（3）總功為多大？（4）該滑輪組的機(jī)械效率？（5）拉力F的做功功率？變式訓(xùn)練

例題4：如圖所示的滑輪組，動(dòng)滑輪總重為1N，一名同學(xué)用這個(gè)滑輪組將重為3N的物體豎直向上勻速提起，F(xiàn)

=

1N（不考慮繩重和摩擦）

求：該滑輪組的機(jī)械效率？例題5：

用如圖所示的滑輪組勻速提起重物，當(dāng)被提起的重物G=320N時(shí)，繩端的拉力F=200N（不計(jì)一切摩擦）求：（1）該滑輪組的機(jī)械效率？（2）動(dòng)滑輪的重力為多少？（3）若被提起重物為G1=400N，提升2m，此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率？（4）若繩子的承受的最大拉力F=300N，求達(dá)到最大拉力時(shí)的機(jī)械效率？Sh可沒(méi)有你做對(duì)了嗎？三、變機(jī)械效率問(wèn)題

當(dāng)用同一滑輪組由勻速提升重物G，變成勻速提升重物A時(shí)，由于物重的改變（不計(jì)摩擦、繩重）但G動(dòng)不變：（1）繩端的拉力要改變（2）有用功要改變（3）總功也要改變（4）滑輪組的機(jī)械效率也要改變。例題6：

如圖，滑輪組提升重為G＝320N的重物，當(dāng)重物以0.5米/秒的速度勻速上升時(shí)，拉力F的功率是200W，（忽略摩擦和繩重）。求：

（1）滑輪組的機(jī)械效率是多少？（2）若用此滑輪組提升G＝600N的重物時(shí)，滑輪組的機(jī)械率？例7某人用右圖裝置滑輪組（不及所有摩擦）提升一重物，在自由端所用拉力F=200N，若η=80％.求：

(1)物體的重力G物=？（2）動(dòng)滑輪的重力G動(dòng)（3）若物體重力為1000N，該滑輪組的機(jī)械效率為多少？答案：（1）800N（2）200N（3）83.3％例8如圖所示的滑輪組勻速提起重1000N的物體，10S內(nèi)繩子的自由端拉下16m，已知做的額外功是800J，若繩重和摩擦不計(jì)，試求：(1)滑輪組的機(jī)械效率(2)繩自由端拉力的功率(3)動(dòng)滑輪的總重；(4)若用此裝置勻速提起1200N的重物，則拉力為多少N?7題例9（09·廣安）在工地上，趙師傅用如圖12所示的滑輪組，將600N的木箱從地面勻速提升到6m高的地方，所用時(shí)間為60s，整個(gè)過(guò)程中滑輪組的機(jī)械效率是80％，不計(jì)滑輪組所受到的摩擦力和繩子重量。求：(1)

拉力F的大?。扇N方法）(2)整個(gè)過(guò)程中趙師傅使用滑輪組提升木箱的功率是多少?(3)動(dòng)滑輪的重量是多大？W=G”h例10、用下圖所示的滑輪，組裝成滑輪組，請(qǐng)?jiān)趫D中畫(huà)出使用該滑輪組時(shí)最省力的繞法。使用這個(gè)滑輪組，勻速提升質(zhì)量是600kg的物體，機(jī)械效率是80%，對(duì)滑輪組做功的總功率是7.5kW，則拉力F和重物上升的速度各是多少？（取g=10N/kg）F物600kg

7.5kWG

解：G=mg=600kg×10N/kg=6000N

由得6000N3×80%=2500NV總=P總F總=7.5×103W2500N=3m/s1m/sV物=V總n3m/s3==FvtWp==總由得

當(dāng)物體在力F作用下，以速度V勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，可得：P＝W/t＝FV例題11：

如圖所示：利用滑輪組勻速打撈起浸在水中體積為4dm3的物體A。當(dāng)重物浸在液體中時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率為40%，作用在繩端的拉力為F1=60N，當(dāng)物體被提出水面后，繩端的拉力F2=80N，求：物體被完全拉出水面后滑輪組的機(jī)械效率？G物G物F浮F拉F拉關(guān)鍵轉(zhuǎn)軸受的拉力你做出來(lái)了嗎？例題12（2012?廣安）如圖所示，將質(zhì)量為100kg的木箱，用一平行于斜面向上的力從底端勻速拉到斜面頂端．斜面長(zhǎng)5m、高1.6m，在此過(guò)程斜面的機(jī)械效率為80%．則拉力做的功為多少

J．拉力所做的額外功為多少J．摩擦力f是多少？f=F嗎？（g=10N/kg）物理專(zhuān)題復(fù)習(xí)滑輪組的機(jī)械效率的計(jì)算考情分析機(jī)械效率的計(jì)算是全國(guó)各地中考命題的一個(gè)熱點(diǎn)，常以杠桿、滑輪組為背景進(jìn)行考查，多在填空題、計(jì)算題中出現(xiàn)，涉及的知識(shí)點(diǎn)有功及功率的計(jì)算。

1、滑輪組的特點(diǎn)及其應(yīng)用（1）判斷承擔(dān)繩子股數(shù)的方法：在動(dòng)滑輪和定滑輪之間畫(huà)一條虛線(xiàn)，與動(dòng)滑輪相連接的繩子的股數(shù)，即承擔(dān)重物繩子的股數(shù)，如圖所示：考點(diǎn)梳理如圖，每個(gè)滑輪重10N，物體A重80N，不計(jì)繩重和摩擦，整個(gè)裝置處于靜止（勻速）狀態(tài)，求繩子的拉力F。（2）省力的判斷方法：滑輪組有幾段繩子承擔(dān)物重，則提起物體所用的力就是物重的幾分之一，即F=（G物+G動(dòng)）（3）上圖中有五段繩子承重，重物上升h的高度，那么繩子的自由端就要移動(dòng)5h的長(zhǎng)度，所以當(dāng)重物有幾段繩子承重，那么繩子的自由端移動(dòng)的距離就是重物上升高度的幾倍，即s=nh。

例題、如圖所示，已知物體A和動(dòng)滑輪的總重為200N，當(dāng)物體A勻速上升高度為1m時(shí)，繩子移動(dòng)的距離為_(kāi)_______m，人對(duì)繩子的拉力為_(kāi)_______N，(繩子與滑輪的摩擦力、空氣阻力忽略不計(jì))?！N功概念計(jì)算方法有用功為了達(dá)到目的而必須做的功

W有＝___________額外功我們不需要但又不得不做的功

W額＝G動(dòng)h(適用于滑輪且不考慮摩擦)總功有用功和額外功______W總＝________G物h(或fs)之和W有＋W額

2、認(rèn)識(shí)機(jī)械效率認(rèn)識(shí)“機(jī)械效率”定義有用功跟總功的_____，用符號(hào)____表示公式

______________說(shuō)明機(jī)械效率是一個(gè)比值，通常用百分?jǐn)?shù)表示，由于有用功總______總功，故機(jī)械效率總_____意義機(jī)械效率是衡量機(jī)械做功性能好壞的物理量，但機(jī)械效率的高低與使用機(jī)械是省力還是費(fèi)力無(wú)關(guān)（續(xù)表）比值η小于小于1例題、用圖所示的滑輪組將90N的物體勻速提高2m，所用的拉力是50N．求：滑輪組的有用功、總功、機(jī)械效率是多少？2、①額外功是多少？哪些屬于額外功？②如果忽略繩重和摩擦，G動(dòng)？③還有其他算G動(dòng)的方法嘛？3、已知F=50N，G=90N求機(jī)械效率？4、已知G=90N，G動(dòng)=10N求機(jī)械效率？5、如果所用時(shí)間為2s，求拉力的功率P，有用功的功率？知識(shí)點(diǎn)一：

×100％知識(shí)點(diǎn)二：1、W額=G動(dòng)h（忽略繩重和摩擦）2、F=1／n（G+G動(dòng)））知識(shí)點(diǎn)三：知識(shí)點(diǎn)四：η＝G／（G+G動(dòng)）（忽略繩重和摩擦）知識(shí)梳理知識(shí)點(diǎn)五：自由端速度：V=nV物W=FSP=W/tP=FV（恒力勻速）1、如圖所示，用滑輪組把重為270N的貨物勻速提到1m高的樓上，所用拉力100N，則有用功、總功和滑輪組的機(jī)械效率分別是____、____、

____.300J90％G=270Nh=1mF=100NS=3m270J｝W總｝W有

重難點(diǎn)突破問(wèn)題：1、除了這種方法還有其他的方法嘛？2、除了上面求解的物理量還可以求解哪些物理量？(2)、用滑輪組把重為270N的貨物勻速提到樓上，所用拉力100N，滑輪組的機(jī)械效率是90％，求繩子的段數(shù)是幾段？

2、如圖所示，用40N的拉力使物體勻速上升，不計(jì)繩重和摩擦，此時(shí)整個(gè)裝置的機(jī)械效率是75%.求:(1)物體的重力是多少？

(2)若物體的重力變?yōu)?50N,繩的拉力又是多少？(3)機(jī)械效率又是多少？F物注：使用同一滑輪組，提升的重物越重，滑輪組的機(jī)械效率越高（1）由題可知物體承擔(dān)物重的繩子的段數(shù)為3，則

s繩＝nh物

由得

G物1=nη1F拉=3×75%×40N=90N(2)若不計(jì)繩重和摩擦，F(xiàn)=1/n(G物1+G動(dòng))則，

G動(dòng)=nF拉1－G物1=3×40N－90N=30N

當(dāng)提升150N的重物時(shí)，則

F拉2=1/n(G物2+G動(dòng))=1/3（150N+30N）=60N=150N／150N+30N=83.33％

解：水平放置的滑輪組機(jī)械效率的計(jì)算：

如圖所示，重為500N的物體與地面間的摩擦力是150N，為了使物體勻速移動(dòng)，必須在繩端施加60N的水平拉力，則滑輪組的機(jī)械效率為

；若物體移動(dòng)速度為0.2m/s，則1min內(nèi)拉力所做的功為_(kāi)___J.83.3

%2160f=150NV物=0.2m/st=1min=60ss物=F=60N重難點(diǎn)突破類(lèi)型二：水平方向滑輪組機(jī)械效率的計(jì)算(重點(diǎn)、難點(diǎn))克服摩擦力（平移物體）所做的功W有用=fs物拉力F移動(dòng)s所做的功W總=Fs=Fns物fs物Fs1．如圖所示，用F＝50N的力通過(guò)滑輪組水平拉重力為80N的物體，使其向左勻速運(yùn)動(dòng)，在這過(guò)程中拉力F做功為40J，已知物體受到水平地面的摩擦力為60N，則物體運(yùn)動(dòng)的距離為

m，該滑輪組的機(jī)械效率為

．(忽略繩子和動(dòng)滑輪的重力)0.460

%f=60Nh=F=50NS=W總=40J3、如圖是搬運(yùn)工人用滑輪組將倉(cāng)庫(kù)中的貨物沿水平軌道拉出的示意圖。已知貨物的質(zhì)量為600kg,所受軌道的摩擦力為其重力的0.1倍，滑輪組的機(jī)械效率為75％.若人以0.5m/s的速度勻速前行，經(jīng)100s將貨物拉出倉(cāng)庫(kù).

求過(guò)程中:（1）人做的有用功為多大？（2）人的拉力為多大？（3）人拉力的功率為多大（g取10N/kg）1、如圖所示，用滑輪組拉著重600N的物體A沿水平方向勻速移動(dòng)，在40s內(nèi)物體移動(dòng)了8m，拉力F做的功為1280J．求:（1）拉力F的大小及拉力的功率（2）若動(dòng)滑輪的重為12N（不計(jì)繩重及摩擦），計(jì)算滑輪組的機(jī)械效率.綜合計(jì)算典型例題解析2、用“一定二動(dòng)”的滑輪組來(lái)提升重物G，如圖所示，不計(jì)拉線(xiàn)質(zhì)量及滑輪轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦的影響，每個(gè)滑輪的質(zhì)量相等，所提升的重物G是邊長(zhǎng)為2dm的正方體大理石塊；當(dāng)拉力F為60N時(shí)，石塊恰能被勻速提升，求：①勻速提升大理石塊時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率多大?②當(dāng)繩子自由端拉力為40N時(shí)，大理石塊對(duì)地面的壓強(qiáng)是多大?(ρ石=2.5×103kg/m3，g=10N/kg)【答案】83.3

%,2×103Pa

3、小雨要從水中提升一個(gè)體積0.01m3、密度為5×103kg/m3的立方體金屬塊A。他使用如下圖所示的滑輪組勻速提升重物。不計(jì)繩重和摩擦。已知G動(dòng)=100N，當(dāng)將物塊A浸沒(méi)于水中，在金屬塊沒(méi)有露出水面前求:（1）金屬塊A的重力，（2）作用在繩上的拉力F，（3）此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率η.典型例題解析練習(xí)1、如圖6-2-5所示，用該滑輪組提起重為320N的物體時(shí)，繩子自由端的拉力F=200N.(不計(jì)繩重和一切摩擦)①該滑輪組的機(jī)械效率為多少?②若被提的重物改為G′=420N，5s內(nèi)將重物提升2m，則繩端拉力做了多少功?功率為多大?機(jī)械效率是否變化?如變化，則機(jī)械效率為多大?圖6-2-5【答案】①80%②1000J；200W；變大；84%2.某建筑工地用如圖所示的滑輪組提升