机械效率专题复习

[考点提炼]考点1：分析判断题目情境中的W有、W额、W总典型题1：利用滑轮或滑轮组提升重物，如图1。提示：绳子段数：与動滑轮接触的绳子都需承担物重；s=nh（s：绳子移动的距离；n：绳子段数；h：物体上升高度）；v绳=nv物。思维要点：竖直提升重物时，无论是否使用机械，都必须克服物体重力做功，因此W有=G物h；影响滑轮组机械效率的因素：物重、动滑轮重、绳重与摩擦。解题思路：η=[W有W总]；W总=Fs绳或W总=Pt或W总=W有+W额。典型题2：利用滑轮或滑轮组水平移动重物，如图2。提示：绳子移动距离和物体移动距离关系：s绳=ns物，绳子运动速度和物体运动速度关系：v绳=nv物。思维要点：水平拉动物体时，无论是否使用机械，都必须克服物体所受摩擦力做功，因此W有=f物s物。解题思路：η

=

[W有W总]；W总=Fs绳或W总=Pt或W总=W有+W额。典型题3：利用斜面提升重物，如图3。提示：唯一的额外功是克服物体和斜面之间的摩擦做的功；拉力F大于摩擦力f（f沿斜面向下）。思维要点：使用斜面的目的也是竖直方向提升重物，因此克服物体重力做的功为有用功，因此W有=G物h。解题思路：η

=

[W有W总]；W总=Fs或W总=W有+W额=Gh+fs。考点2：理解题目情境中的关键词1.杠杆静止或匀速转动：杠杆平衡，满足杠杆平衡条件F1l1=F2l2。2.不计绳重和摩擦（滑轮组竖直使用）：额外功W额=G动h；拉力F=[G物+G动n]。3.浸没：V排=V物。[真题精讲]例1（2022·云南）如图4，工人利用滑轮组将质量为57kg的建筑材料匀速提升，绳子自由端移动的速度为0.4m/s，动滑轮的质量为3kg，忽略绳重和摩擦，g=10N/kg，则（）。A.经过10s建筑材料被提升4mB.工人对绳子的拉力为300NC.经过10s工人做的有用功为2280JD.此过程中该滑轮组的机械效率为90%解题思路：忽略绳重和摩擦，意味着W额=G轮h；F=[G物+G轮2]。工人对绳子的拉力为[F=12G物+G动=12×（57kg×10N/kg+3kg×10N/kg）=300N]；此过程中该滑轮组的机械效率为[η=W有W总=G物hFs=m物ghFs=57kg×10N/kg×2m300N×2×2m=95%]。答案：B例2（2022·辽宁·本溪）用如图5所示的滑轮组拉动重300N的箱子，以0.2m/s的速度在水平地面上做匀速直线运动，箱子与地面间的摩擦力为自身重力的0.2倍，滑轮组的机械效率为75%，下列说法正确的是（）。A.拉力F为80NB.10s内绳子自由端移动2mC.3s内物体重力做功180JD.拉力F的功率为16W解题思路：关键词含义：f=0.2G=0.2×300N=60N；绳子段数n=2；W有是克服摩擦力做的功。箱子在水平地面上匀速运动，箱子的重力方向与物体运动的方向垂直，重力不做功。根据公式[P=Wt=Fst=Fv]，拉力F的功率为[P=Fv绳=40N×0.4m/s=16W]。答案：D[总结提升]此类问题的常见解题步骤为：1.审题：将题中的数据赋给相应的物理量；圈画关键词，标注其含义；2.解题：从结果出发，画出推向已知的思维导图；3.计算题确定书写顺序：从已知出发，往回推至要求的结果（注意必要的文字说明：水平匀速、浸没等）；4.书写：注意公式中各物理量的单位统一用国际单位。[专题精练]1.（2022·内蒙古·通辽）如图6，用如图甲所示的滑轮组提升物体M，已知物体M所受的重力为550N，卷扬机加在绳子自由端的拉力F将物体M在20s内沿竖直方向匀速提升10m，拉力F做的功W随时间t的变化图象如图乙所示，忽略绳重及摩擦，下列说法正确的是（）。A.拉力F为350NB.绳子自由端移动的速度为0.5m/sC.动滑轮重为50ND.该滑轮组的机械效率为83.3%2.将一边长为0.2m，密度为2.5×103kg/m3的正方体石块，匀速从水中提起，已知动滑轮重力为40N，不计轮重、摩擦和水的阻力。求：（1）物体浸没在水中时所受到的浮力大小；（2）物体浸没在水中匀速上升时，动滑轮下端挂钩处绳