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2017年物理专题复习滑轮组的机械效率的计算1苍松课资考情分析 机械效率的计算是全国各地中考命题的一个热点,常以杠杆、滑轮组为背景进行考查,多在填空题、计算题中出现,涉及的知识点有功及功率的计算。2苍松课资 1、滑轮组的特点及其应用(1)判断承担绳子股数的方法:在动滑轮和定滑轮之间画一条虚线,与动滑轮相连接的绳子的股数,即承担重物绳子的股数,如图所示:考点梳理3苍松课资如图,每个滑轮重10N,物体A重80N,不计绳重和摩擦,整个装置处于静止(匀速)状态,求绳子的拉力F 。4苍松课资(2)省力的判断方法:滑轮组有几段绳子承担物重,则提起物体所用的力就是物重的几分之一,即F= (G物+G动)(3)上图中有五段绳子承重,重物上升h的高度,那么绳子的自由端就要移动5h的长度,所以当重物有几段绳子承重,那么绳子的自由端移动的距离就是重物上升高度的几倍,即s=nh。1n5苍松课资 例题例题 、(2015 广东省)如图所示,已知物体A和动滑轮的总重为200 N,当物体A匀速上升高度为1 m时,绳子移动的距离为_m,人对绳子的拉力为_N,(绳子与滑轮的摩擦力、空气阻力忽略不计)。6苍松课资三种功概念计算方法有用功为了达到目的而必须做的功W有_额外功我们不需要但又不得不做的功W额G动h(适用于滑轮且不考虑摩擦)总功有用功和额外功_W总_G物h(或fs) 之和 W有W额 2、认识机械效率7苍松课资认识“机械效率”定义有用功跟总功的_,用符号_表示公式_说明机械效率是一个比值,通常用百分数表示,由于有用功总_总功,故机械效率总_意义机械效率是衡量机械做功性能好坏的物理量,但机械效率的高低与使用机械是省力还是费力无关(续表)(续表)比值 小于 小于1 8苍松课资例题、用图所示的滑轮组将90N的物体匀速提高2m,所用的拉力是50N求:滑轮组的有用功、总功、机械效率是多少?2、额外功是多少?哪些属于额外功? 如果忽略绳重和摩擦,G动? 还有其他算G动的方法嘛?3、已知F=50N,G=90N求机械效率?4、已知G=90N,G动=10N求机械效率?5、如果所用时间为2s,求拉力的功率P,有用功的功率?9苍松课资知识点一:知识点一: 100知识点二:知识点二:1、W额=G动h(忽略绳重和摩擦) 2、F=1n(G+G动)知识点三:知识点三:WGhGhGWFsFnhnF有用总知识点四:知识点四:G (G+G动)(忽略绳重和摩擦)知 识 梳 理知识点五:知识点五:自由端速度:V=nV物 W=FS P=W/t P=FV(恒力匀速)10苍松课资1、如图所示,用滑轮组把重为270N的货物匀速提到1m高的楼上,所用拉力100N,则有用功、总功和滑轮组的机械效率分别是_ 、 _ 、 _ . 300J90G=270N h= 1mF=100NS=3mWGhGhGWFsFnhnF有用总270JW总W有 重难点突破问题:问题:1、除了这种方法还有、除了这种方法还有其他的方法嘛?其他的方法嘛? 2、除了上面求解的物、除了上面求解的物理量还可以求解哪些物理量?理量还可以求解哪些物理量?11苍松课资(2)、用滑轮组把重为270N的货物匀速提到楼上,所用拉力100N,滑轮组的机械效率是90,求绳子的段数是几段? WGhGhGWFsFnhnF有用总 12苍松课资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物注:使用同一滑轮组,提升的重物越重,滑轮组的机械效率越高13苍松课资(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nFGFnhGhFsGhWW总有 G物1=n1 F拉=375%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 40N90N=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=150N150N+30N=83.33 WGhGWGhG hGG有用总动动解:14苍松课资水平放置的滑轮组机械效率的计算:水平放置的滑轮组机械效率的计算: 如图所示,重为如图所示,重为500 N的物体与地面间的摩擦力是的物体与地面间的摩擦力是150 N,为,为了使物体匀速移动,必了使物体匀速移动,必 须在绳端施加须在绳端施加60 N的水平拉力,则滑轮的水平拉力,则滑轮组的机械效率为组的机械效率为 ;若;若物体物体移动速移动速 度为度为0.2 m/s,则,则1min内内拉力所做的功为拉力所做的功为_ J.83.3 %2160f=150NV物=0.2m/st=1min=60ss物=F=60N1 0 0 %1 0 0 %1 0 0 %1 0 0 %ZWWf sF sf sf n sfn F 有有物物物物物物15苍松课资重难点突破滑轮组机械效率的计算滑轮组机械效率的计算(重点、难点重点、难点)克服摩擦力(平移物体)所做的功W有用=fs物拉力F移动s所做的功W总=Fs=Fns物100%100%100%100%ZWWfsFsfsfnsfnF 有有物物物物物物f s物Fs16苍松课资1如图所示,用F50 N的力通过滑轮组水平拉重力为80 N的物体,使其向左匀速运动,在这过程中拉力F做功为40 J,已知物体受到水平地面的摩擦力为60 N,则物体运动的距离为 m,该滑轮组的机械效率为 (忽略绳子和动滑轮的重力)0.460 %f=60Nh=F=50N S=W总=40J17苍松课资3、如图是搬运工人用滑轮组将仓库中的货物沿水平轨道拉出的示意图。已知货物的质量为600kg,所受轨道的摩擦力为其重力的0.1倍,滑轮组的机械效率为75.若人以0.5m/s的速度匀速前行,经100s将货物拉出仓库. 求过程中:(1)人做的有用功为多大? (2)人的拉力为多大? (3)人拉力的功率为多大( g取 10N/kg)18苍松课资1、如图所示,用滑轮组拉着重600N的物体A沿水平方向匀速移动,在40s内物体移动了8m,拉力F做的功为1280 J 求:(1)拉力F的大小及拉力的功率(2)若动滑轮的重为12N(不计绳重及摩擦),计算滑轮组的机械效率.综合计算综合计算19苍松课资典型例题解析典型例题解析2、用“一定二动”的滑轮组来提升重物G,如图所示,不计 拉线质量及滑轮转动摩擦的影响,每个滑轮的质量相等,所提升的重物G是边长为2 dm 的正方体大理石块;当拉力F为60 N时,石块恰能被匀速提升,求:匀速提升大理石 块时,滑轮组的机械效率多大?当绳子自由端拉力为40 N时,大理石块对地面的压强是多大?(石=2.5103 kg/m3,g=10 N/kg)【答案】 83.3 %, 2103 Pa 20苍松课资3、小雨要从水中提升一个体积0.01m3、密度为5103kg/m3的立方体金属块A。他使用如下图所示的滑轮组匀速提升重物。不计绳重和摩擦。已知G动=100N,当将物块A浸没于水中,在金属块没有露出水面前求:(1)金属块A的重力,(2)作用在绳上的拉力F,(3)此时滑轮组的机械效率.21苍松课资22苍松课资典型例题解析典型例题解析 练习练习1、如图6-2-5所示,用该滑轮组提起重为320 N的物体时,绳子自由端 的拉力F=200 N.(不计绳重和一切摩擦)该滑轮组的机械效率为多少?若被提的重物改为G=420 N,5 s内将重物提升2 m,则绳端拉力做了多少功?功率为 多大?机械效率是否变化?如变化,则机械效率为多大?图6-2-5【答案】80%1000 J;200 W;变大;84%23苍松课资2.某建筑工地用如图所示的滑轮组提升重物,人对绳的某建筑工地用如图所示的滑轮组提升重物,人对绳的拉力拉力F为为400 N,能将,能将75 kg的物体以的物体以0.1 m/s的速度的速度匀匀速速提升,则拉力提升,则拉力F的功率为的功率为 W,此时滑轮组的,此时滑轮组的机械效率为机械效率为 (不计绳重和摩擦不计绳重和摩擦g=10N/kg).12062.5G=750Nh=V物=0.1m/sF=400NS=V=nV物=0.3m/sWGhGhGWFsFnhnF有用总 重难点突破24苍松课资课时训练课时训练3.如图所示,用滑轮组在20 s内把重600 N的物体匀速提高2 m的过程中,拉力F 做功为1440 J,求:滑轮组的有用功及机械效率拉力F的大小及拉力F的效率 .【答案】1200 J,83.3%240 N,72 W25苍松课资例题、如图所示,木块重200 N,前进过程中所受的摩擦力为40 N,拉力F为30N, 求:不考虑滑轮的自重和摩擦,木块匀速前进2 m时拉力F做了多少功?如果这个装置的机械效率是80%,拉力F的大小等于多少?【答案】120 J 50N26苍松课资1.如图所示,用滑轮组匀速提升一重为100 N的重物,所用的拉力F大小为60 N. 如果物体上升1 m,则W总=_J,W有用=_J,=_,如果不计任何摩擦,则动滑轮的重G动= _N.12010083.3%20G=100Nh=1mF=60NS=3m 重难点突破问题:1、除了这种方法还有其他的方法嘛? 2、除了上面求解的物理量还可以求解哪些物理量?27苍松课资
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