滑轮组机械效率三种题型

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,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）/F,n*100%,3、,物体,在,水平,方向,运动,时： W,用=f l W,总=FS,=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?,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）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F2=（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，机械效率为多少？,五、机械效率的功率表达式,=p,有,/p,总,例题：一动滑轮用60N的拉力把重100N的物体以2m/s的速度向上匀速提起，求机械效率。,六、水泵的机械效率,一水泵在10min内消耗电能1.2,10,5,J，把1t的水抽到10m高的水塔中，求水泵的机械效率.,