滑轮组机械效率三种题型.ppt

1、突破“机械效率”学习难点的关键,典型题例，示范启迪,解题要点：牢记有关公式，正确理解W有、W总、W额、P总、P有以及机械效率的含义。 解题难点：找不到有用功、总功 易错点：算总功时误用物体移动的距离，不注意单位的换算。 用到的公式：W=FS F=(G物+G动)/n s=nh v绳=nv物 =W用/W总*100% 解题技巧：1、重物在空中提升时： W有=G物h、W总=FS =W用/W总*100%=G物/（G物+G动）*100% 2、重物浸在水中提升时： W用=（G-F浮)h W总=FS =W用/W总*100%=（G-F浮）/Fn*100% 3、物体在水平方向运动时： W用=f l W总=FS =

2、W用/W总*100%=f/Fn*100% 几个重要物理量：G动、F、n、W有、W总、P总、P有、,一、滑轮（组）机械效率问题,1、竖直方向的机械效率（重物在空中）,例1用如图所示装置提升重为900牛的物体A，加在绳自由端的拉力大小为400牛时恰好可以使物体匀速上升求：（1）若不计绳重和摩擦，求动滑轮的重；（2）求此时滑轮组的机械效率；（3）若提升的重物改为1200牛，此时滑轮组的机械效率又为多少？（4）在（3）问中需要在绳自由端加多大的拉力才能将物体匀速拉起？,例2. 用如图所示的装置提升重物，绳子能承受的最大拉力为120N，动滑轮重60N，绳重与摩擦不计求：（1）用此滑轮组最多能将多重的物体

3、匀速提升？（2）用此滑轮组提起重240N的物体，使它匀速上升，问人加在绳子自由端的拉力是多大？此时滑轮组的机械效率是多大？ 当物体以0.5m/s的速度上升时，拉力的功率是多大？（3）该滑轮组的机械效率最高可达到多少？,2、竖直方向的机械效率（重物浸在液体中）,例三. 如图所示，小型牵引车通过滑轮组匀速打捞起深井中的物体，已知物体重1.2103N，密度为1.6103 kg/m3，测得物体在出水前、后牵引车作用在绳子上的拉力之比为1:2。若不计摩擦、绳重及水的阻力，g取10N/kg。问： （1）物体出水前，滑轮组的机械效率是多少? （2）物体出水面后上升的速度是1m/s，牵引车拉力的功率为多大?,

4、解：（1） ， 出水前拉力F1为： 出水后拉力F2为： 代入G物和F浮可求出G动=300N,（2）,例四. 2008怀柔区二模）如图所示，小型牵引车通过滑轮组匀速打捞起深井中的物体，在被打捞的物体没有露出水面之前，牵引车以2m/s的速度匀速行驶，对绳的拉力为F1，F1的功率为P1；当被打捞的物体完全露出水面后，牵引车以6m/s的速度匀速行驶，对绳的拉力为F2，F2的功率为P2已知物体重1.2104N，体积为0.63m3，P2=6P1若不计摩擦、绳重及水的阻力，g取10N/kg 求：（1）被打捞的物体浸没在水中时受到的浮力是多少？ （2）在整个打捞过程中，滑轮组的最大机械效率是多少？,解： （1

5、）物体受到的浮力为 F浮=水gV排=1.0103kg/m310N/kg0.63m3=6.3103N； （2）物体在水面以下上升过程中，拉力做有用功，目的是克服物重和物体所受浮力之差； 物体离开水面上升过程中，拉力做的有用功，目的是克服物重前后两次动滑轮重一定，所以物体在离开水后，滑轮组的机械效率最大 由于P=Fv，所以物体在水中时，P1=F1v1，在水面以上时，P2=F2v2； 因为P2=6P1，即F2v2=6F1v1，所以F2=2F1 不计摩擦、绳重和水的阻力时，物体在水中受到重力、浮力和拉力的作用匀速上升，此时F1=（G+G0-F浮）/3； 物体离开水面上升过程中，受重力和拉力作用，此时F

6、2=（G+G0）/3 把F2=2F1代入得（G+G0）/3=2（G+G0-F浮）/3 即（1.2104N+G0）/3=2（1.2104N+G0-6.3103N）/3 解得动滑轮重G0=600N 当物体离开水面上升过程中 F2=（1.2104N+600N）/3=4200N 所以滑轮组的最大机械效率为 =W有用/ W总 =Gh/ FS =Gh /3Fh =G /3 F2 =1.2104N /34200N =95% 答： （1）被打捞的物体浸没在水中时受到的浮力是6.3103N； （2）在整个打捞过程中，滑轮组的最大效率是物体出水面后的机械效率，等于95%,3、水平方向的机械效率,例五. 用图3所示

7、滑轮组拉着一重为100牛的物体A沿水平面做匀速运动，所用拉力F的大小为40牛（1）不计轮和绳的重力以及摩擦，求：物体A所受的摩擦力（2）若滑轮组的机械效率为80%，求：物体A所受的摩擦力,用滑轮组匀速提升重为2000牛的物体，作用在绳子自由端的拉力做功的功率为1250瓦，滑轮组的机械效率为80%，求重物上升的速度是多少？ 解析：解答本题的关键是：一要弄清有用功和总功。将物体提升一定高度做的功有用功：有物h；作用在绳子自由端的拉力做的功总功：总拉t（因已知功率），则机械效率可表示为：,二要明白“重物上升”与“绳子自由端拉动”具有同时性。因此,于是，重物上升的速度,练习1,说明：对涉及滑轮组的速度

8、的问题，关键是抓住“重物上升或移动”与“绳子自由端拉动”的同时性，再将对应物理量用对应的符号代入公式进行推演和代数变换，问题即可解决。,练习2：用一定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组提升重900牛的物体，使物体升高2米，滑轮组的机械效率为90%，动滑轮重90牛，求提升重物过程中克服摩擦做了多少功？,练习3：用一个动滑轮提升重100牛的苹果，已知筐的重力为20牛，动滑轮的重力为10牛，绳自由端的拉力为75牛，将苹果提升1米，求： （1）机械效率 （2）克服摩擦做的功,练习4,如图5，用滑轮组拉着重为600牛的物体沿水平方向向右匀速移动了8米，拉力F 做的功为1280焦，（不计绳重和摩擦）求：（1）拉力的大小； （2）若动滑轮重为12牛，机械效率为