滑轮组机械效率知识点精讲精练Word下载.doc

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滑轮组机械效率知识点精讲精练Word下载.doc

公式可变形为h=W有用/W总=Gh/Fs=G/Fn

例1(2007山东省)用如图1的滑轮组把货物拉上货仓,物重G为480N,用滑轮组将重物匀速提升2m,所用拉力F为200N,滑轮组的机械效率为______。

精析:

解法1:

s=nh=3´

2m=6m.

h=W有用/W总=Gh/Fs=480N´

2m/200N´

6m=960J/1200J=80%

解法2:

h=W有用/W总=Gh/Fs=G/Fn=480N/200N´

3=80%

实验分析:

由变形公式可知,滑轮组的机械效率与提升物体的高度无关。

因而在探究实验中可以省去刻度尺这一测量工具,只需要弹簧测力计。

拓展2:

以上公式符合利用滑轮组将物体提升一定高度的情况。

当利用滑轮组将物体克服摩擦水平拉动一定距离时,有用功应为物体克服摩擦向前移动所做的功,即W有用=fs而不是W有用=Gh。

公式:

h=W有用/W总=fs/FS绳

例2(2006武汉)小明利用如图2所示的装置沿水平方向匀速拉动一个重2000N的物体A,A受到地面的摩擦力为600N,作用在绳端的拉力为250N,则该装置的机械效率为______。

W有用=fsS绳=ns=3sW总=FS绳

h=W有用/W总=fs/FS绳=f/nF=600N/3´

250N=80%

二、如果不考虑摩擦和绳重(利用滑轮组将物体提升一定高度),已知滑轮组中物重G、动滑轮的重G动,有用功为物体克服重力向上升高所做的功,此时的额外功为提升动滑轮所做的功,总功则为有用功加额外功。

h=W有用/W总=W有用/(W有用+W额)=Gh/(Gh+G动h)=G/(G+G动)

拓展3:

由公式可知,影响滑轮组机械效率的主要因素之一为动滑轮重。

当提升的物重不变时,动滑轮越重,额外功在总功中占的比例就越大,机械效率越低。

例3:

(2006山东烟台)在不计绳重与摩擦的情况下,利用如图3所示的甲、乙两个装置,分别用力把同样的物体匀速提升相同的高度,则

Ah甲=h乙Bh甲<

h乙Ch甲>

h乙D无法判断

1

1+G动/G

由公式W有用=Gh可知,有用功相同,但是使用动滑轮比用定滑轮额外功多,额外功在总功中占的比例大,所以使用动滑轮机械效率低。

答案:

B。

拓展4:

公式变形:

h=W有用/W总=G/(G+G动)=

由公式可知,影响滑轮组机械效率的另一个主要因素是物重。

当用同一套滑轮组提升重量不同的物体时,动滑轮重不变,物体越重,有用功在总功中占的比例越大,机械效率越高。

例4(2006广东)用如图4所示的滑轮组将重为12N的物体匀速提升20cm,所用的拉力为5N,该滑轮组的机械效率为______。

当改为提升18N的重物时,该滑轮组的机械效率为______。

(忽略摩擦阻力)

当物重改变时,机械效率h、绳端的拉力F是改变的。

计算时应考虑变化前后物理量的对应。

但是动滑轮的重G动是不改变的。

做题时要充分利用不变量G动进行变化前后的衔接。

h1=W有用/W总=Gh/Fs=G/Fn=12N/5N´

根据公式F=(G+G动)/n可得,G动=nF-G=3´

5N-12N=3N

当物重改变为18N时,

h2=W有用/W总=Gh/(Gh+G动h)=G/(G+G动)=18N/(18N+3N)=85.7%

拓展5:

当物重和动滑轮重不变时,滑轮组的机械效率不变,与绳子的绕线方法无关。

知识应用,小试牛刀:

小刚同学在探究滑轮组的机械效率时其装置如图5所示,

(1)表1中第_____次实验数据有错误,改正后计算其机械效率填入表中。

实验次数

物重G/N

物体上升的高度h/m

拉力F/N

绳子自由端上升的距离s/m

机械效率h

1

2

0.1

1.1

0.2

4

2.0

0.3

(2)对另一组正确的数据计算出机械效率,并填在表中相应的位置,比较两次的机械效率可以得出h1______h2(填:

=、<

、>

(3)增加物体被提高的高度h,滑轮组的机械效率_______(填“变大”“不变”或“变小”)

(4)他和同学们组装了如图6所示的甲、乙两个滑轮组(每只滑轮重都相同,不计摩擦和绳重),当提升同一个重物时,甲、乙两个滑轮组的机械效率h甲______h乙(填:

(5)实验后小刚猜想,对于同一滑轮组,他的机械效率除了与所提重物有关外,是否与绳子的绕法有关呢?

他设计了如图7的两个滑轮组进行实验,通过实验发现甲装置比乙装置______(填“省力”“费力”),两者的机械效率h甲______h乙(填:

F

图1

A

图2

F乙

F甲

图3

图5

图4

图7

图6

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