滑轮组和斜坡的机械效率.docVIP

《滑轮组及斜面的机械效率》重难点精讲 一、滑轮组 1.定义：定滑轮、动滑轮组合成滑轮组。 2.特点：使用滑轮组既能省力又能改变动力的方向，但费距离。 3.理想的滑轮组（不计轮轴间的摩擦和动滑轮的重力）拉力F=G。 只忽略轮轴间的摩擦，则拉力F= (G物+G动) 绳子自由端移动距离s是重物移动的距离h的n倍即s=nh 4.组装滑轮组方法：首先根据公式n=或n=求出绳子的股数n； 确定动滑轮的个数（n为偶数时动滑轮个数为,n为奇数时动滑轮个数为；根据一动配一定，偶数减一定，变向加一定确定定滑轮的个数；最后根据“奇拴动偶拴定”的原则，结合题目的具体要求组装滑轮。 二、机械效率： 1.有用功：定义：对人们有用的功。 　　　公式：W有用＝Gh（提升重物）=W总－W额=ηW总 斜面：W有用= Gh 2.额外功：定义：并非我们需要但又不得不做的功 公式：W额= W总－W有用=G动h（忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组） 斜面：W额=f L 3.总功： 定义：有用功加额外功或动力所做的功 公式：W总=W有用＋W额=FS= W有用／η 斜面：W总= fL+Gh=FL 4.机械效率：① 定义：有用功跟总功的比值。 ηW有用W总 η W有用 W总 = η Gh FL = η Gh FS = Gh Fh = G F = η Gh FS = Gh F2h = G 2F = η Gh FS = Gh Fnh = G nF = 斜 面： 定滑轮： 动滑轮： 滑轮组 ③ 有用功总小于总功，所以机械效率总小于1 。通常用 百分数 表示。某滑轮机械效率为60%表示有用功占总功的60% 。 ④提高机械效率的方法：减小机械（动滑轮及绳子）自重、减小机件间的摩擦，增大重物。 典型例题精析： 例：1．利用一个动滑轮将重70N的物体匀速提高6m，设动滑轮重10N，绳重和摩擦不计，则利用动滑轮所做的额外功是_____________，总功是___________，这个滑轮组的机械效率是___________。 如图1所示，物重40N，滑轮重10N，用力F匀速向上提起重物时，拉力F的大小为_________，滑轮组的机械效率是___________。（绳重和摩擦不计） 3．如图3所示，物体A的质量是100kg，在力F的作用下物体以0．5m/s的速度沿水平方向匀速前进。若A与水平面间的摩擦力为物重的1/2，滑轮组的机械效率为80%，则5s内拉力的有用功是______J，拉力F是______N。（g取10N/kg） 4．用图4所示的滑轮组甲和乙，提起同样重的物体时甲滑轮组的机械效率为η甲，乙滑轮组的机械效率为η乙，则可判定η甲______η乙；如果用乙滑轮组第一次提起重G1的重物，机械效率为η1，第二次提起重为G2的重物（G1 G2），机械效率为η2，则可判定η1______η2。（不考虑绳重和摩擦的影响，且动滑轮的重力相等） 点拨：题1、2可根据公式直接直接代入对应数据求值；题3中注意有用功为克服摩擦力做的功；题4中甲乙两滑轮组W额相等，同时增加重物可提高滑轮组效率。 5.测定滑轮组的机械效率。选用的滑轮每个重0．6N，每个钩码重2N，弹簧测力计的最大量程为2．5N。现挂3个钩码（不计滑轮之间摩擦）： 要完成此实验最少需_______个定滑轮，______个动滑轮。 在方框中画出实验装置图。 点拨：由题意可知绳子自由端拉力F最大为2.5N，重物重力G=6N,由nF=G得绳子股数至少为3。因此至少需要一个定滑轮一个动滑轮，且绳子自由端要向上拉。 6、在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，某同学用如图13所示的同一滑轮组分别做了三次实验，实验数据记录如下： （1）在表中空格处填下适当的数据（机械效率用百分数表示，保留一位小数）。 （2）在实验操作中应竖直向上________________拉动弹簧测力计。 （3）从实验数据分析得出：使用同一滑轮组，_________可以提高滑轮组的机械效率。 （4）滑轮组的机械效率可能还与其它因素有关，请你作出恰当的猜想： 滑轮组的机械效率与_________________________有关（写出一种影响因素即可）。 ? 7、在“测滑轮组机械效率”的实验中，小强按正确方法操作，图是他实验中的情景，下表是他记录的一组数据。 （1)由表中数据可计算出，滑轮组对钩码做的有用功为0.1 J，人做的总功为 J。 (2）对以上两个计算结果进行比较，其不合理之处是 ；结合弹簧