简单机械例题Word文档下载推荐.docx

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【说明】判断杠杆的种类常用两种方法。

一种是用

另一种是若阻力作用点在中间时，是省力杠杆。

若动力作用在中间时，是费力杠杆。

【例2】一把杆秤不计自重，提纽到秤钩距离是4cm，秤砣质量250g。

用来称质量是2kg的物体，秤砣应离提纽多远，秤杆才平衡？

若秤杆长60cm，则这把秤最大能称量多少千克的物体？

【分析】杆秤也是一个杠杆。

若将秤砣重力看作动力，秤砣离提纽距离是动力臂；

则被称物重力就是阻力，物体离提纽距离是阻力臂；

提纽处即杠杆支点。

【解】由F1L1=F2L2，得

∴l'

1=60cm?

4cm=56cm.

由F'

1l1=F'

2l'

2，得

∴【答】称2kg物体时秤砣离提纽56cm；

秤的最大称量是3.5kg。

有关机械效率的计算是力学中的难点之一，针对有的同学对机械效率公式中各量意义理解有困难，现将有关机械效率计算的五种不同情况总结如下，以帮助同学们区别和掌握．

一、斜面的机械效率

二、滑轮（组）的机械效率

（一）提升重物问题根据拉力F作用位置不同分为两种情况

（二）水平拉动问题，也根据拉力F作用位置不同分为两种情况

例1重为200N的物体沿长5m高2m的斜面在平行于斜面的拉力F作用下匀速运动到顶端，已知斜面的机械效率为80％，求①拉力F的大小．②物体受到摩擦力的大小．

分析；

这是一个有关斜面机械效率计算的典型例子．拉力F可由公式①直接计算得出．关键是物体受到的摩擦力的计算．我们知道利用斜面时，由于摩擦的存在而必须做额外功，如果斜面对物体的摩擦不存在，那么额外功就为零，根据功的原理就有F＇l=Gh，可得F＇，那么两者之差F—F’即为物体在斜面所受的摩擦力f．

（2）如果斜面没有摩擦，则有F＇l=Gh

∴f=F－F＇=100N－80N=20N

例2．用图三装置提拉物体，已知F=g00N，装置的机械效率η=75％，若不计滑轮重，问可提起多重的物体．

分析：

解有关滑轮（组）的机械效率问题时，首先要分清滑轮是用来提升物体还是水平拉物体，前者用公式②、③，后者用公式④⑤；

然后再注意拉力F的作用位置，是作用在连接滑轮间的绳子上，还是作用在滑轮的轴上，前者用公式②、④后者用公式③⑤．经过分析本题是提升物体，F作用在滑轮的轴上，故用公式③

例3重为400N的物体，用如右图所示的滑轮组在F=25N作用下，物体以0．8m／s的速度匀速前进，已知滑轮组的机械效率为80%，求（l）物体受到的摩擦力．

（2）F的功率。

根据上题的分析思路，可知应用公式④．在公式中还有一个较易搞错的量——n，（即连接在动滑轮上的绳子股数）这题中n应取4．第2小题F的功率在已知F的情况下，常可用P=F·

v应特别注意的是题中的0.8m／S不是拉力F移动速度．事实上根据拉力移动距离和物体移动距离的关系，可得vF=4v物．

得f＝F·

4η·

s/s=25N×

4×

80％=80N

2）由题意可知vF=4×

v物=4×

0.8m/S=3.2m/s

则P=F·

vF=25N×

3.2m/s=80W

关于滑轮组机械效率的错误例析

山东于正和

　　"

机械效率"

是初中物理的重要概念之一，也是学生学习的难点，尤其是关于滑轮组的机械效率．学生在处理这类问题时，常常出现这样那样的错误．下面归类总结，以利于学生学习．

　　错误一：

使用动滑轮省力费距离

例1．如图1所示，物体A重200N，在水平拉力作用下以0.2m/s的速度匀速前进１分钟．若物体A在前进过程中受到的摩擦阻力为50N，滑轮组的机械效率为80%，求拉力F的大小及其功率．

　　错误解析：

如图1所示，SA＝vAt＝0.2m/s×

60s＝12m，

　　　　　　　　　　　　W有＝fSA＝50N×

12m＝600J，

　　　　　　　　　　　　W总＝W总/η＝600J／80%＝750J，

　　　　　　　　　　　　F＝W总/2SA＝750J／24m＝31.3N，

　　　　　　　　　　　　P＝W总/t＝750J／60s＝12.5W．

　　该解错误的原因是没有看清题中的动力Ｆ作用在轴上，而不是作用在轮上．此题中的装置费力省距离，即动力移动的距离S是阻力移动的距离SA的一半，S＝SA/2．

　　正确解法：

SA＝vAt＝0.2m/s×

60s＝12m，

　　　　　　　W有＝fSA＝50N×

12m＝600J，

　　　　　　　W总＝W总/η＝600J／80%＝750J，

　　　　　　　S＝SA/2＝6m，

　　　　　　　F＝W总/S＝125N．

　　　　　　　P＝W总/t＝750J／60s＝12.5ｗ．

　　错误二：

同一滑轮组的机械效率保持不变

例2．现用图2所示的滑轮组提升重物．（不计摩擦和绳重）

（1）用250N的力将重为400N的物体匀速提升时,此滑轮组的机械效率是多少?

（2）若用此滑轮组将重为900N的物体匀速提升2m,那么拉力做的功是多少?

如图2所示，η＝W有/W总×

100%＝Gh/Fh＝（400N/2×

250N）×

100%＝80%．

　　　　　　　　　　　　　W'

有＝G/h=900N×

2m＝1800J

总＝W'

有／η＝1800J／80%＝2250J.

　　此解犯了定势思维的错误，认为不同滑轮组的机械效率不同，则同一滑轮组的机械效率一定相同．事实上，增加同一滑轮组提升的重物的重力时，将增大有用功在总功中所占比例，即增大机械效率．

（１）η＝W有/W总×

　　　　　　　（２）动滑轮的重力G动＝nF－G＝2×

250N－400N＝100N，

　　　　　　　　　　η'

＝W有/W总×

100%＝G'

/（G'

+G动）＝900N/（900+100）N＝90%，

　　　　　　　　　　W'

有＝G/h=900N×

2m＝1800J

总＝W'

有／η＝1800J/90%＝2000J．

　　错误三：

不能正确理解有用功和额外功

例3．如图3所示，用滑轮组将重为300N的物体A沿水平方向匀速拉动，物体A与水平面间的摩擦阻力为100N，若此滑轮组的机械效率为75%，物体A在水平拉力作用下１分钟内匀速前进50cm，求拉力的大小及其功率．

W额＝fSA＝100N×

0.5m＝50J，

　　　　　　　W总＝W额/（1-η）＝50J/（1-75%）＝200Ｊ，

　　　　　　　S＝3SA＝6m＝3×

0.5m＝1.5m，

　　　　　　　F＝W总/S＝200Ｊ／1.5m＝133.3N，

　　　　　　　P＝W总/t＝200Ｊ／60s＝3.3ｗ．

　　该解的错误原因在于没有理解有用功和额外功的真正涵义．该题中利用滑轮组装置的目地是水平移动物体A，克服的有用阻力恰为物体A与水平面间的摩擦阻力，此时克服物体A与水平面间的摩擦阻力而做的功有用功；

而克服滑动轮和轴之间的摩擦所做的功是额外功．

W有＝fSA＝100N×

　　　　　　　W总＝W有/η＝50J/75%＝66.7Ｊ，

　　　　　　　F＝W总/S＝66.7Ｊ／1.5m＝44.4N，

　　　　　　　P＝W总/t＝66.7Ｊ／60s＝1.1ｗ．

　　错误四：

公式F＝（G＋G轮）/n中的G轮错误的认为是所有滑轮装置的总重量

例4．如图4所示，滑轮组的动滑轮装置和定滑轮装置的重量都是70N．（不计摩擦和绳重）

（1）若拉力F＝70N，重物在拉力Ｆ作用下匀速上升，求此滑轮组的机械效率．

（2）重物在4s内上升了2m，拉力做了多少功，功率是多大？

（1）因F＝（G＋G轮）/n，所以G＝nF－G轮＝5×

70N－2×

70N＝210N，

　　　　　　　　　η＝W有/W总×

100%＝G/nF×

100%＝60%．

（2）W有＝Gh=210N×

2m＝420J，

　　　　　　　　　W总＝W有／η＝420J/60%＝700Ｊ，

　　　　　　　　　P＝W总/t＝420Ｊ／4s＝175W．

　　试验表明，使用滑轮组提升重物时，若不计摩擦，动滑轮被几股绳子吊起，所用的拉力就是物体和动滑轮总重的几分之一．所以，公式F＝（G＋G轮）/n中的G轮实际是指动滑轮装置总重，而不包括定滑轮装置总重．因此，将公式改写成F＝（G＋G轮）/n，学生容易理解．

（1）因F＝（G＋G轮）/n，所以G＝nF－G轮＝5×

70N－70N＝280N，

100%＝G/nF×

100%＝280N/（5×

70N）＝80%．

（2）W有＝Gh=280N×

2m＝560J，

　　只要在学习中善于总结和积累经验，吸取教训，克服思维定势带来的负迁移，认真寻找问题的根源，逐步训练，就一定能把机械效率学好．