滑轮 滑轮组 机械效率知识提要测试题附答案资料.docx

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滑轮滑轮组机械效率知识提要测试题附答案资料

滑轮滑轮组机械效率

一、滑轮：

1、定滑轮：

①定义：

中间的轴固定不动的滑轮。

②实质：

定滑轮的实质是：

③特点：

使用定滑轮（能/不能）省力,但是（能/不能）改变力的方向。

④对理想的定滑轮（不计轮轴间摩擦）F=G

绳子自由端移动距离:

SF（或速度vF）=重物移动的距离SG（或速度vG）

2、动滑轮：

①定义：

和重物一起移动的滑轮。

（可上下移动，也可左右移动）

②实质：

动滑轮的实质是：

杠杆。

③特点：

使用动滑轮能省的力，但（能/不能）改变动力的方向。

1理想的动滑轮（不计轴间摩擦和动滑轮重力）则：

2F=12G只忽略轮轴间的摩擦则拉力F=12（G物+G动）

绳子自由端移动距离SF（或vF）=2倍的重物移动的距离SG（或vG）

3、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

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=1nG。

只忽略轮轴间的摩擦，则拉力

F=1n（G物+G动）绳子自由端移动距离SF（或vF）=n倍的重物移动的距离SG（或vG）

3组装滑轮组方法：

首先根据公式n=（G物+G动）/F求出绳子的股数。

然后根据“奇动偶定”的原则。

结合题目的具体要求组装滑轮。

二、功：

1、力学里所说的功包括两个必要因素：

一是；二是

2、不做功的三种情况：

有力无距离、有距离无力、力和距离垂直。

巩固：

☆某同学踢足球，球离脚后飞出10m远，足球飞出10m的过程中人（做/不做）功。

（原因是足球靠飞出）。

3、力学里规定：

功等于。

公式：

4、功的单位：

焦耳，1J=1N·m。

把一个鸡蛋举高1m，做的功大约是0.5J。

5、应用功的公式注意：

①分清哪个力对物体做功，计算时F就是这个力；②公式中S一定是在力的方向上通过的距离，强调对应。

③功的单位“焦”（牛·米=焦），不要和力和力臂的乘积（牛·米，不能写成“焦”）单位搞混。

三、功的原理：

1、内容：

使用机械时，人们所做的功，都不会少于直接用手所做的功；即：

使用任何机械都不省功。

2、说明：

（请注意理想情况功的原理可以如何表述？

）

①功的原理是一个普遍的结论，对于任何机械都适用。

②功的原理告诉我们：

使用机械要省力必须费距离，要省距离必须费力，既省力又省距离的机械是没有的。

③使用机械虽然不能省功，但人类仍然使用，是因为使用机械或者可以省力、或者可以省距离、也可以改变力的方向，给人类工作带来很多方便。

④我们做题遇到的多是理想机械（忽略摩擦和机械本身的重力）理想机械：

使用机械时，人们所做的功（FS）=直接用手对重物所做的功（Gh）

3、应用：

斜面

①理想斜面：

斜面光滑②理想斜面遵从功的原理；

③理想斜面公式：

FL=Gh其中：

F：

沿斜面方向的推力；L：

斜面长；G：

物重；h：

斜面高度。

如果斜面与物体间的摩擦为f，则：

FL=fL+Gh；这样F做功就大于直接对物体做功Gh。

四、机械效率：

１、有用功：

定义：

。

　　　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=fL

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。

②公式：

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：

减小机械自重、减小机件间的摩擦。

5、机械效率的测量：

原理：

应测物理量：

钩码重力G、钩码提升的高度h、拉力F、绳的自由端移动的距离S

器材：

除钩码、铁架台、滑轮、细线外还需刻度尺、弹簧测力计。

步骤：

必须匀速拉动弹簧测力计使钩码升高，目的：

保证测力计示数大小不变。

结论：

影响滑轮组机械效率高低的主要因素有：

①动滑轮越重，个数越多则额外功相对就多。

②提升重物越重，做的有用功相对就多。

③摩擦，若各种摩擦越大做的额外功就多。

绕线方法和重物提升高度不影响滑轮机械效率。

五、功率：

1、定义：

单位时间里完成的功

2、物理意义：

表示做功快慢的物理量。

3、公式：

=Fv

4、单位：

主单位W常用单位kWmW马力

换算：

1kW=103W1mW=106W1马力=735W

某小轿车功率66kW，它表示：

小轿车１s内做功66000J

5、机械效率和功率的区别：

功率和机械效率是两个不同的概念。

功率表示做功的快慢，即单位时间内完成的功；机械效率表示机械做功的效率，即所做的总功中有多大比例的有用功。

1（2010襄樊）错误！

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．体育活动中也包含很多物理知识。

下表是杨威同学的一次体育测试成绩。

项目

100m跑

俯卧撑

举重

成绩

16s

25个/min

30kg

请你根据表格中提供的信息进行下列有关计算：

（g取10N／kg）

（1）杨威同学100m跑的平均速度是多大?

（2）在下图中，杨威同学的重量是500N，A点为此时的重心，请你根据图中数据求出支持力F的大小；

（3）杨威同学用4s把杠铃举起了2m，则他举起杠铃的功率是多少?

答案：

（1）6.25m/s

（2）F=300N（3）150W

2（2010黔南州）错误！

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．随着城市建设进程的加快，都匀城内出现子许多高层建筑，电梯是高层建筑的重要组成部分。

某电梯公寓的电梯某次在竖直向上运行的过程中，速度随时间变化的情况如图所示，忽略电梯受到的空气阻力和摩擦阻力，向上运行的动力只有竖直向上的电动机拉力，电梯箱和乘客的总质量为600kg，g=10N／kg。

求：

①电梯在匀速运动阶段上升的高度h1是多少?

拉力F1做了多少功?

②电梯在加速阶段的平均速度等于该阶段速度的最大值和最小值的平均值。

已知在加速阶段，电动机的拉力F2做了11520J的功；求加速阶段电动机拉力F2的大小?

③电梯开始向上运动后经过64s，电动机的拉力的平均功率是多大?

答案：

（1）h1=48m2.88×105J

（2）7200N

（3）4.68×103W

3（2010梅州）错误！

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．如图所示，物体A的质量m=12kg，在拉力F的作用下，物体A以0.1m/s的速度在水平面上做匀速直线运动，弹簧测力计的示数为12N，忽略滑轮与绳子的摩擦力以及滑轮、弹簧测力计和绳子所受的重力，并且绳子足够长。

求：

（1）物体A与水平面间摩擦力f的大小；

（2）拉力F的大小；

（3）物体A运动10s的过程中，拉力F所做的功。

答案：

（1）因做匀速直线运动，则：

f=F示=12N

（2）作用在动滑轮轴上的拉力：

F=2f=2×12N=24N

（3）W=FS=24N×0.1m/s×10s×1/2=12J

4（2010毕节）错误！

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．小军同学喜欢运动，在一次参加爬杆比赛中，质量为45kg的小军10s内爬到8m高的杆顶，取得较好的成绩（g=10N/kg，杆竖直立在水平地面上）求：

（1）小军爬杆的速度是多少？

（2）小军爬杆过程中，做了多少功？

功率是多大？

（3）根据你学过的物理知识，提出类似运动训练和比赛中获得好成绩的方法（写现两点即可）

答案：

（1）v=s/t=8m/10s=0.8m/s

（2）W=Gh=mgh=45kg×10N/kg×8m=3600J,P=W/t=3600J/10s=360W

（3）增大手与杆之间的摩擦（如可往手上抹滑石粉）；尽量减轻体重（如穿轻衣服）

5（2010茂名）错误！

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．用如图所示的滑轮组去拉物体A，已知A物质的密度是2×103kg/m3，底面积是0.3m2，重力为600N。

物体A在F=l00N的拉力作用下，沿水平方向匀速前进了2m。

（g取l0N/kg）求：

（1）物体A对水平地面的压强是多少？

（2）物体A的体积是多大？

（3）若该装置的机械效率为80%，物体A在水平方向上受到的阻力是多少？

答案：

（1）物体A在水平地面，F=G=600N

压强：

p===2000Pa

（2）物体A质量m====60kg

由ρ=

得A的体积v===3×10-2m3

（3）由η==

得F阻=2Fη=2×100N×80%=160N

6（2010大理）错误！

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．随着人们生活水平的不断提高，汽车已经走进我们的家庭，小龙家最近也买了一辆轿车，如图所示，该车车身质量为1800kg，车轮与地面的总接触面积为4.0×10-2m2，“五·一”期间，小龙一家从丽江自驾车到大理赶三月街，若车站以54km/h匀速行驶了3h40min到达三月街。

求：

（１）小龙家道大理三月街的路程；

（２）若该车的发动机输出功率恒定为90kW，轿车匀速行驶过程中的阻力；

（３）小龙一家及随身物品的总重量为200kg，该车静止时对地面的压强。

答案：

（1）198km

（2）6×103（3）5×105

7（2010宁德）错误！

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．户外探险、攀岩是当今许多青年学生喜欢的一项体育运动。

在某次室内攀岩比赛中，体重为600N的小刚同学用了20s攀上高为l5m的竖直岩壁，获得了冠军。

求：

（1）小刚同学攀岩的平均速度。

（2）小刚同学在攀岩过程中克服重力做了多少功?

功率多大?

答案：

（1）v=s/t=15m/20s=0.75m/s

（2）W=Fs=Gh=600N×15m=9×103J

P=W/t=9×103J/20s=450W

8（2010武汉）错误！

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．高压起重气垫是一种适合于地震救灾的起重工具。

它由如图甲所示的高压气瓶、气管、阀门与气垫连接而成。

起重时，气垫放入重物与地面的间隙之间，由高压气瓶向气垫内充气，气垫在短时间内可把重物举起一定高度。

（1）高压气瓶向气垫内充气时，气瓶内的气体温度，内能。

如果高压起重气垫在5s内可将105N的物体举高0.1m，则其功率为W。

（2）图乙中，质地均匀的长方体石板长为2m、重为6×104N。

当气垫内最高气压比外界高106Pa时，石板恰好被顶起，此时气垫和石板的接触面是连长为20cm的正方形。

①请在图乙中画出气垫恰好顶起石板时的阻力臂l2。

②气垫恰好顶起石板时，气垫的中心至少离石板右端的支点O多远？

甲乙

答案：

（1）降低　减少　2×103

（2）①气垫刚好顶起石板时的阻力臂l2如图所示：

②F1＝pS＝106Pa×0.2m×0.2m＝4×104N

根据F1l1＝F2l2得：

l1＝＝＝＝1.5m

9（2010荆门）错误！

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．由航空工业六0五研究所自行设计的“海鸥300”轻型水陆两栖飞机（如图所示）将于今年10月首飞，该机可载4-6名乘客，配置有高性能的发动机和先进航空仪表设备，可用于公务飞行、货物运输、海岸巡逻等。

设飞机的总质量为4000kg，g取10N/kg。

（1）飞机停在水面时，排开水的体积是多少m3?

（2）若飞机在空中以360km/h的速度水平匀速飞行时，它在水平方向受到的阻力为飞机重力的0.1倍，飞机发动机的功率是多少W？

答案：

（1）飞机停在水面时，即

所以：

（2）飞机水平匀速飞行时，动力等于阻力，即：

F＝0.1G＝0.1mg＝0.1×4000kg×10N/kg＝4000N

飞机的功率：

10昭通）错误！

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．小汽车是我们熟悉的交通工具，它给我们