滑轮组机械效率

专题复习 滑轮组机械效率的理解与计算方法 1 使用机械时 对完成工作任务有用的功叫做 额外功 有用功 总功 机械效率 复习 2 对于额外负担所不得不做的功叫 3 有用功和额外功之和叫做 4 有用功在总功中所占的比例叫 W总 Fs F拉 W有 F拉h W有 G物h 如图所示的机械中 用动滑轮重为G动的滑轮组将重为G的物体匀速提升h 不计绳重和摩擦 W有 W总 Gh G G动 h G G G动 不计绳重和摩擦 1 下列关于机械效率的说法中正确的是 A 做功多的机械 机械效率一定高B 单位时间内所做的功越多 机械效率越高C 使用任何机械的目的都是为了省功D 使用任何机械 它的机械效率总小于1 D 热身训练 2 甲乙两机械 甲的机械效率是70 乙的机械效率是50 下列说法中正确的是 A 使用甲机械做功省力B 甲机械做功快C 相同时间内 甲机械完成的功多D 乙机械的额外功在总功中占的比例大 D 3 关于机械效率 下列说法正确的是 A 有用功越大 机械的机械效率就越高B 额外功越大 机械的机械效率就越低C 总功越大 机械的机械效率就越低D 有用功与总功的比值越大 机械的机械效率就越高 D 4 用四只完全相同的滑轮和两根相同的绳子组成如图所示的甲 乙两个滑轮组 不计绳子与滑轮的摩擦 A 甲较省力且机械效率较高B 乙较省力且机械效率较高C 两个滑轮组省力程度不同 机械效率相同D 两个滑轮组省力程度相同 机械效率不同 C F F 例题1 用如图所示的滑轮组匀速提升200N重物 已知动滑轮的重力为40N 物体上升2米 忽略绳重和摩擦 求 1 拉力F的大小 2 有用功为多大 3 总功为多大 4 该滑轮组的机械效率 F G G动 n 80N W有 Gh 400J W总 Fnh 480J 83 3 例题2 用如图所示的滑轮组匀速提起重物 当被提起的重物G 320N时 绳端的拉力F 200N 不计绳重和摩擦 求 1 该滑轮组的机械效率 2 动滑轮的重力为多少 3 若被提起重物为G1 420N 滑轮组的机械效率 G nF 80 G动 2F G 80N G动 G1 G动 84 例3 利用图所示装置 把质量为30kg 密度为3 103kg m3的薄石块从水面下4m处拉出水面后 再提升了10m 动滑轮重为40N 不计绳重与滑轮间的摩擦 设石块的两个上升过程都为匀速 g取10N kg 求 石块离开水面前与离开水面后 这个装置的机械效率分别是多少 可近似认为石块离开水面前浮力大小不变 结果保留一位小数 1 T F n T T G动 83 3 F浮 水gV排 100NT G F浮 300N 100N 200N V排 V石 m 石 0 01m 例3 利用图所示装置 把质量为30kg 密度为3 103kg m3的薄石块从水面下4m处拉出水面后 再提升了10m 动滑轮重为40N 不计绳重与滑轮间的摩擦 设石块的两个上升过程都为匀速 g取10N kg 求 石块离开水面前与离开水面后 这个装置的机械效率分别是多少 可近似认为石块离开水面前浮力大小不变 结果保留一位小数 T G 300N 2 T F n G G G动 88 2 1 如图是用滑轮组提起重物的装置示意图 物体重G 6 104N 滑轮组的机械效率为80 拉力F的功率为2 5KW 要把重物匀速提升1m 求 1 有用功和额外功分别是多少 2 需要的拉力F为多大 3 需用多长时间 W有 Gh 6 104N 1m 6 104JW总 W有 6 104 80 7 5 104JW额 W总 W有 1 5 104JF W总 s W总 nh 2 5 104Nt W总 P 7 5 104J 2 5 10 W 30s 2 如图 滑轮组提升重为G 320N的重物 当重物以0 5米 秒的速度匀速上升时 拉力F的功率是200W 忽略摩擦和绳重 求 1 滑轮组的机械效率是多少 2 若用此滑轮组提升G 600N的重物时 滑轮组的机械效率 1 G nF 320N 4 100N 80 F P nV 200W 4 0 5m s 100N G动 nF G 80N 2 G G G动 600N 600N 80N 88 2 3 如图是某同学在测量滑轮组的机械效率实验的图形 重物的重力为8N 每个滑轮的重力都为1N 不计绳重及绳子与滑轮 滑轮轴之间的摩擦 使用滑轮组使钩码匀速直线上升0 1m 则人的拉力大小为N 有用功为J 额外功为J 机械效率为 F 3 0 8 0 1 88 9 有用功和总功的寻找 例1 如图所示 用滑轮组匀速提升一重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 如果不计绳重及绳子与滑轮的摩擦 则动滑轮的重G动 N 120 100 83 3 20 例题分析 有用功和总功的寻找 例2 如图所示 在50N的水平拉力F作用下 重800 的物体沿水平地面做匀速直线运动 物体与地面间滑动摩擦力为120 则滑轮组的机械效率为 若物体的速度为0 2m s 则1min内拉力做的功为J 80 1800 有用功和总功的寻找 例3 一块重为50N的石块 沉在装水的容器底部 所受到的浮力为10N 某同学用一动滑轮将石块从水中匀速提起1m 但石块没有露出水面 如图所示不计绳重与摩擦 已知绳的自由端拉力为24N 求石块在上升过程中 绳的自由端拉力做功为 动滑轮的有用功为 动滑轮的机械效率为 48J 40J 83 3 有用功和总功的寻找方法1 W有为滑轮组对物体的拉力所做的功 一般从滑轮组直接对物体施加的力入手 2 W总为动力对滑轮组所做的功 一般从动力为人手处入手 F 小结 例3 一块重为50N的石块 沉在装水的容器底部 所受到的浮力为10N 某同学用一动滑轮将石块从水中匀速提起1m 但石块没有露出水面 如图所示不计绳重与摩擦 已知绳的自由端拉力为24N 求石块在上升过程中 绳的自由端拉力做功为 动滑轮的有用功为 动滑轮的机械效率为 当石块全部露出水面后 动滑轮的机械效率将 选填 增大 减小 或 不变 理由是 有用功和总功的寻找 48J 40J 83 3 增大 有用功增加 额外功不变 机械效率增大 例题分析 例4 同学们在探究 影响滑轮组机械效率高低的因素 时提出了下列假设 1 滑轮组机械效率高低可能与动滑轮重有关 2 滑轮组机械效率高低可能与被物重有关 3 滑轮组机械效率高低可能与物体提升高度有关 4 滑轮组机械效率高低可能与与承重绳子段数有关 然后一位同学设计了如图所示的两个滑轮组 进行对比实验来验证提出的假设 则该实验验证的假设是 A 1 B 2 C 3 D 4 影响滑轮组机械效率高低的因素 B 例5 小明在 测滑轮组机械效率 的实验中 用如图甲所示的滑轮组进行了三次试验 试验数据如下表 影响滑轮组机械效率高低的因素 1 分析表中数据 回答以下问题 表中有一个数据的记录是错误的 错误的数据 第3次实验中滑轮组的机械效率 滑轮组的机械效率与 无关 2 小红在小明实验的基础上多使用了一个滑轮也做了试验 如乙图所示 小红多使用了一个滑轮 目的是为了改变 当这两位同学使用各自的滑轮组提升相同的重物时 若忽略绳重及摩擦 它们的机械效率 选填 相同 或 不相同 理由 3 小刚利用丙图的滑轮组提升同一个重物 若忽略绳重及摩擦 与乙图相比 已知 G丙动 G乙动 它的机械效率将 选填 增大 减小 或 不变 理由是 17cm 或5cm 80 物体上升的高度 拉力的方向 相同 所做的有用功与总功的比值不变 F G 甲乙 减小 所做的有用功与总功的比值减小 F 丙 影响滑轮组机械效率高低的因素 例6 提高滑轮组的机械效率 下列措施正确的是 A 多用几个动滑轮 减小拉力B 增加钩码个数 增大拉力C 减小提升的高度 减小做功D 上述措施都可行 B 影响滑轮组机械效率高低的因素总结 若忽略绳重及摩擦可知 G一定时 G动越大 滑轮组的机械效率 就越小 G动一定时 G越大 滑轮组的机械效率 就越大 F 小结 1 如图所示 在水平拉力F作用下 使重40N的物体A匀速移动5m 物体A受到地面的摩擦力为5N 不计滑轮 绳子的重力及滑轮与绳子间的摩擦 拉力F做的功为 A 50JB 25JC 100JD 200J B 当堂训练 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 F 当堂训练 G 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 3 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 150