滑轮组机械效率知识点精讲精练.doc

滑轮组机械效率知识点精讲精练有关滑轮组机械效率的问题是中考命题的热点，要求能探究滑轮组的机械效率，生活中有提高机械效率的意识。同学们对这方面的内容感性认识较少，学习难度相对较大。因此在学习过程中要深入理解基本知识点，注重对基本公式的归纳总结，以不变应万变，达到降低学习难度，举一反三的目的。现将有关滑轮组机械效率的两个公式深入分析，希望对同学们能有所启发。一、 已知滑轮组中物重G、物体被提升的高度h、拉力F、绳端移动的距离s，此时的有用功为物体克服重力向上升高所做的功，总功为拉力做的功。基本公式： h=W有用 /W总=Gh/Fs拓展1：如果通过图示可知绳子的段数n，则物体上升的高度h与绳子自由端移动的距离s满足确定的关系s=nh，公式可变形为h=W有用 /W总=Gh/Fs=G/Fn例1（2007 山东省）用如图1的滑轮组把货物拉上货仓，物重G为480N，用滑轮组将重物匀速提升2m,所用拉力F为200N，滑轮组的机械效率为_。精析：解法1： s=nh=32m=6m. h=W有用 /W总= Gh/ Fs =480N2m /200N6m= 960J/1200J=80%解法2：h=W有用 /W总=Gh/Fs=G/Fn=480N/200N3=80%实验分析：由变形公式可知，滑轮组的机械效率与提升物体的高度无关。因而在探究实验中可以省去刻度尺这一测量工具，只需要弹簧测力计。拓展2：以上公式符合利用滑轮组将物体提升一定高度的情况。当利用滑轮组将物体克服摩擦水平拉动一定距离时，有用功应为物体克服摩擦向前移动所做的功，即W有用=fs而不是W有用=Gh。公式：h=W有用 /W总=fs/F S绳例2 (2006 武汉) 小明利用如图2所示的装置沿水平方向匀速拉动一个重2000N的物体A，A受到地面的摩擦力为600N,作用在绳端的拉力为250N,则该装置的机械效率为_。精析：W有用=fs S绳=ns=3s W总=F S绳h=W有用 /W总=fs/F S绳=f/nF=600N/3250N=80%二、如果不考虑摩擦和绳重（利用滑轮组将物体提升一定高度），已知滑轮组中物重G、动滑轮的重G动，有用功为物体克服重力向上升高所做的功，此时的额外功为提升动滑轮所做的功，总功则为有用功加额外功。基本公式：h=W有用 /W总= W有用 /（W有用+W额）=Gh/（Gh+G动h）= G/（G+G动）拓展3：由公式可知，影响滑轮组机械效率的主要因素之一为动滑轮重。当提升的物重不变时，动滑轮越重，额外功在总功中占的比例就越大，机械效率越低。例3：（2006 山东烟台）在不计绳重与摩擦的情况下，利用如图3所示的甲、乙两个装置，分别用力把同样的物体匀速提升相同的高度，则A h甲=h乙 B h甲h乙 D无法判断 11+ G动/G精析：由公式W有用=Gh可知，有用功相同，但是使用动滑轮比用定滑轮额外功多，额外功在总功中占的比例大，所以使用动滑轮机械效率低。答案：B 。拓展4：公式变形：h=W有用 /W总= G/（G+G动）=由公式可知，影响滑轮组机械效率的另一个主要因素是物重。当用同一套滑轮组提升重量不同的物体时，动滑轮重不变，物体越重，有用功在总功中占的比例越大，机械效率越高。例4（2006 广东）用如图4所示的滑轮组将重为12N的物体匀速提升20cm，所用的拉力为5N,该滑轮组的机械效率为_。当改为提升18N的重物时，该滑轮组的机械效率为_。（忽略摩擦阻力）精析：当物重改变时，机械效率h、绳端的拉力F是改变的。计算时应考虑变化前后物理量的对应。但是动滑轮的重G动是不改变的。做题时要充分利用不变量G动进行变化前后的衔接。h1=W有用 /W总=Gh/Fs=G/Fn=12N/5N3=80%根据公式F= （G+G动）/n可得，G动=nF-G=35N-12N=3N当物重改变为18N时，h2=W有用 /W总=Gh/（Gh+G动h）= G/（G+G动）=18N/（18N+3N）=85.7%拓展5：当物重和动滑轮重不变时，滑轮组的机械效率不变，与绳子的绕线方法无关。知识应用，小试牛刀：小刚同学在探究滑轮组的机械效率时其装置如图5所示，（1） 表1中第_次实验数据有错误，改正后计算其机械效率填入表中。实验次数物重G/N物体上升的高度h/m拉力F/N绳子自由端上升的距离s/m机械效率h120.11.10.2240.12.00.3（2） 对另一组正确的数据计算出机械效率，并填在表中相应的位置，比较两次的机械效率可以得出h1_h2 ( 填：=、 )（3） 增加物体被提高的高度h,滑轮组的机械效率_（填“变大”“不变”或“变小”）（4） 他和同学们组装了如图6所示的甲、乙两个滑轮组（每只滑轮重都相同，不计摩擦和绳重），当提升同一个重物时，甲、乙两个滑轮组的机械效率h甲_h乙 ( 填：=、 )（5） 实验后小刚猜想，对于同一滑轮组，他的机械效率除了与所提重物有关外，是