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物理专题复习 滑轮组的机械效率基础计算 1 滑轮组的特点及其应用 1 判断承担绳子股数的方法 在动滑轮和定滑轮之间画一条虚线 与动滑轮相连接的绳子的股数 即承担重物绳子的股数 如图所示 考点梳理 忽略绳重和摩擦时 滑轮组有几段绳子承担物重 则提起物体所用的力就是物重的几分之一 即F 3 如有五段绳子承重 重物上升h的高度 那么绳子的自由端就要移动5h的长度 所以当重物有几段绳子承重 那么绳子的自由端移动的距离就是重物上升高度的几倍 即 2 省力的判断方法 1 n G物 G动 s nh 例题1 如图所示 已知物体A和动滑轮的总重为200N 当物体A匀速上升高度为1m时 绳子移动的距离为 m 人对绳子的拉力为 N 绳子与滑轮的摩擦力 空气阻力忽略不计 2 100 G物h 或fs 之和 W有 W额 2 认识滑轮组的机械效率 续表 比值 小于 小于1 例题2 用图所示的滑轮组将90N的物体匀速提高2m 所用的拉力是50N 求 滑轮组的有用功 总功 机械效率是多少 2 额外功是多少 哪些属于额外功 如果忽略绳重和摩擦 G动 还有其他算G动的方法嘛 3 已知G物 90N G动 10N求机械效率 4 如果所用时间为2s 求拉力的功率P 有用功的功率 知识点二 100 知识点一 1 W有用 Gh2 W总 FS3 W额 G动h 忽略绳重和摩擦 G物 G物 G动 忽略绳重和摩擦 知识梳理 知识点三 自由端速度 V绳 nV物P总 W总 t FV绳P有 W有 t GV物P 1 如图所示 用滑轮组把重为270N的货物匀速提到1m高的楼上 所用拉力100N 则有用功 总功和滑轮组的机械效率分别是 300J 90 270J 巩固练习 2 如图所示 用40N的拉力使物体匀速上升 不计绳重和摩擦 此时整个装置的机械效率是75 求 1 物体的重力是多少 2 若物体的重力变为150N 绳的拉力又是多少 3 机械效率又是多少 注 使用同一滑轮组 提升的重物越重 滑轮组的机械效率越高 巩固练习 3 某建筑工地用如图所示的滑轮组提升重物 人对绳的拉力F为400N 能将75kg的物体以0 1m s的速度匀速提升 则拉力F的功率为W 此时滑轮组的机械效率为 不计绳重和摩擦g 10N kg 80 93 75 G 750Nh V物 0 1m s F 400NS V nV物 0 2m s 巩固练习 再见 1 由题可知物体承担物重的绳子的段数为3 则s绳 nh物由得 G物1 n 1F拉 3 75 40N 90N 2 若不计绳重和摩擦 F 1 n G物1 G动 则 G动 nF拉1 G物1 2 40N 90N 30N 当提升150N的重物时 则F拉2 1 n G物2 G动 1 3 150N 30N 60N 150N 150N 30N 83 33 解 1 如图所示 用该滑轮组提起重为320N的物体时 绳子自由端的拉力F 200N 不计绳重和一切摩擦 该滑轮组的机械效率为多少 若被提的重物改为G 420N 5s内将重物提升2m 则 绳端拉力做了多少功 功率为多大 机械效率是否变化 如变化 则机械效率多大 答案 80 1000J 200W 变大 84 巩固练习 2 用滑轮组把重为270N的货物匀速提到楼上 所用拉力100N 滑轮组的机械效率是90 求绳子的段数是几段 水平放置的滑轮组机械效率的计算 如图所示 重为500N的物体与地面间的摩擦力是150N 为了使物体匀速移动 必须在绳端施加60N的水平拉力 则滑轮组的机械效率为 若物体移动速度为0 2m s 则1min内拉力所做的功为 J 83 3 2160 f 150NV物 0 2m st 1min 60ss物 F 60N 重难点突破 类型二 水平方向 滑轮组机械效率的计算 重点 难点 克服摩擦力 平移物体 所做的功W有用 fs物 拉力F移动s所做的功W总 Fs Fns物 fs物 Fs 1 如图所示 用F 50N的力通过滑轮组水平拉重力为80N的物体 使其向左匀速运动 在这过程中拉力F做功为40J 已知物体受到水平地面的摩擦力为60N 则物体运动的距离为m 该滑轮组的机械效率为 忽略绳子和动滑轮的重力 0 4 60 f 60Nh F 50NS W总 40J 3 如图是搬运工人用滑轮组将仓库中的货物沿水平轨道拉出的示意图 已知货物的质量为600kg 所受轨道的摩擦力为其重力的0 1倍 滑轮组的机械效率为75 若人以0 5m s的速度匀速前行 经100s将货物拉出仓库 求过程中 1 人做的有用功为多大 2 人的拉力为多大 3 人拉力的功率为多大 g取10N kg 1 如图所示 用滑轮组拉着重600N的物体A沿水平方向匀速移动 在40s内物体移动了8m 拉力F做的功为1280J 求 1 拉力F的大小及拉力的功率 2 若动滑轮的重为12N 不计绳重及摩擦 计算滑轮组的机械效率 综合计算 典型例题解析 2 用 一定二动 的滑轮组来提升重物G 如图所示 不计拉线质量及滑轮转动摩擦的影响 每个滑轮的质量相等 所提升的重物G是边长为2dm的正方体大理石块 当拉力F为60N时 石块恰能被匀速提升 求 匀速提升大理石块时 滑轮组的机械效率多大 当绳子自由端拉力为40N时 大理石块对地面的压强是多大 石 2 5 103kg m3 g 10N kg 答案 83 3 2 103Pa 3 小雨要从水中提升一个体积0 01m3 密度为5 103kg m3的立方体金属块A 他使用如下图所示的滑轮组匀速提升重物 不计绳重和摩擦 已知G动 100N 当将物块A浸没于水中 在金属块没有露出水面前求 1 金属块A的重力 2 作用在绳上的拉力F 3 此时滑轮组的机械效率 课时训练 3 如图所示 用滑轮组在20s内把重600N的物体匀速提高2m的过程中 拉力F做功为1440J 求 滑轮组的有用功及机械效率 拉力F的大小及拉力F的效率 答案 1200J 83 3 240N 72W 例题 如图所示 木块重200N 前进过程中所受的摩擦力为40N 拉力F为30N 求 不考虑滑轮的自重和摩擦 木块匀速前进2m时拉力F做了多少功 如果这个装置的机械效率是80 拉力F的大小等于多少 答案 120J 50N 1 如图所示 用滑轮组匀速提升一重为100N的重物 所用的拉力F大小为60N 如果物体上升1m 则W总 J W有用 J 如果不计任何摩擦 则动滑轮的重G动 N 120 100 83 3 20 G 100Nh 1m F 60NS 3m 重难点突破 问题 1 除了这种方法还有其他的方法嘛 2 除了上面求解的物理量还可以求解哪些物理量 考情分析 机械效率的计算是全国各地中考命题的一个热点 常以杠杆 滑轮组为背景进行考查 多在填空题 计算题中出现 涉及的知识点有功及功率的计算 例题1 如图 每个滑轮重10N 物体A重80N 不计绳重和摩擦 整个装置处于静止 匀速 状态 求绳子的拉力F 1 如图所示 用滑轮组把重为270N的货物匀速提到1m高的楼上 所用拉力100N 则有用功 总功和滑轮组的机械效率分别是 300J 90 G 270Nh 1m F 100NS 3m 270J W总 W有 问题 1 除了这种方法还有其他的方法求机械效率吗 2 除了上面求解的物理量还可以求解哪