滑輪組機械效率三種題型

1、典型題例，示范啟迪典型題例，示范啟迪解題要點解題要點：牢記有關(guān)公式，正確理解牢記有關(guān)公式，正確理解W有、有、W總、總、W額、額、P總、總、P有以及機械效率有以及機械效率的含義。的含義。解題難點解題難點：找不到有用功、總功：找不到有用功、總功易錯點易錯點：算總功時誤用物體移動的距離，不注意單位的換算。：算總功時誤用物體移動的距離，不注意單位的換算。用到的公式用到的公式：W=FS F=(G物物+G動動)/n s=nh v繩繩=nv物物 =W用/W總*100%解題技巧：1、重物在空中提升時： W有=G物h、W總=FS =W用/W總*100%=G物/（G物+G動）*100% 2、重物浸在水中提升時：

2、W用=（G-F浮)h W總=FS =W用/W總*100%=（G-F?。?Fn*100% 3、物體在水平方向運動時： W用=f l W總=FS =W用/W總*100%=f/Fn*100%幾個重要物理量：G動、動、F、n、W有、有、W總、總、P總、總、P有、有、一、滑輪（組）機械效率問題1、豎直方向的機械效率（重物在空中）、豎直方向的機械效率（重物在空中）例例1 1用如圖所示裝置提升重為用如圖所示裝置提升重為900900牛的物體牛的物體A A，加在繩自，加在繩自由端的拉力大小為由端的拉力大小為400400牛時恰好可以使物體勻速上升求：牛時恰好可以使物體勻速上升求：（1 1）若不計繩重和摩擦，求動滑

3、輪的重；（）若不計繩重和摩擦，求動滑輪的重；（2 2）求此時滑）求此時滑輪組的機械效率；（輪組的機械效率；（3 3）若提升的重物改為）若提升的重物改為12001200牛，此時牛，此時滑輪組的機械效率又為多少？（滑輪組的機械效率又為多少？（4 4）在（）在（3 3）問中需要在繩）問中需要在繩自由端加多大的拉力才能將物體勻速拉起？自由端加多大的拉力才能將物體勻速拉起？ 例例2. 用如圖用如圖所示所示的裝置提升重物，繩子能承受的的裝置提升重物，繩子能承受的最大拉力為最大拉力為120N，動滑輪重，動滑輪重60N，繩重與摩擦不，繩重與摩擦不計求：（計求：（1）用此滑輪組最多能將多重的物體勻速）用此滑輪組

4、最多能將多重的物體勻速提升？（提升？（2）用此滑輪組提起重）用此滑輪組提起重240N的物體，使它勻的物體，使它勻速上升，問人加在繩子自由端的拉力是多大？此時速上升，問人加在繩子自由端的拉力是多大？此時滑輪組的機械效率是多大？滑輪組的機械效率是多大？ 當(dāng)物體以當(dāng)物體以0.5m/s的速度的速度上升時，拉力的功率是多大？（上升時，拉力的功率是多大？（3）該滑輪組的機械）該滑輪組的機械效率最高可達(dá)到多少？效率最高可達(dá)到多少？2、豎直方向的機械效率（重物浸在液體中）豎直方向的機械效率（重物浸在液體中）例三. 如圖所示，小型牽引車通過滑輪組勻速打撈起深井中的物體，已知物體重1.2103N，密度為1.610

5、3 kg/m3，測得物體在出水前、后牽引車作用在繩子上的拉力之比為1:2。若不計摩擦、繩重及水的阻力，g取10N/kg。問：（1）物體出水前，滑輪組的機械效率是多少? （2）物體出水面后上升的速度是1m/s，牽引車?yán)Φ墓β蕿槎啻? 解：（解：（1） ， 出水前拉力出水前拉力F1為：為： 出水后拉力出水后拉力F2為：為： 代入代入G物和物和F浮可求出浮可求出G動動=300N （2）例四. 2008懷柔區(qū)二模）如圖所示，小型牽引車通過滑輪組勻速打撈起深井中的物體，在被打撈的物體沒有露出水面之前，牽引車以2m/s的速度勻速行駛，對繩的拉力為F1，F(xiàn)1的功率為P1；當(dāng)被打撈的物體完全露出水面后，牽引

6、車以6m/s的速度勻速行駛，對繩的拉力為F2，F(xiàn)2的功率為P2已知物體重1.2104N，體積為0.63m3，P2=6P1若不計摩擦、繩重及水的阻力，g取10N/kg求：（1）被打撈的物體浸沒在水中時受到的浮力是多少？（2）在整個打撈過程中，滑輪組的最大機械效率是多少？解：（1）物體受到的浮力為F浮=水gV排=1.0103kg/m310N/kg0.63m3=6.3103N；（2）物體在水面以下上升過程中，拉力做有用功，目的是克服物重和物體所受浮力之差；物體離開水面上升過程中，拉力做的有用功，目的是克服物重前后兩次動滑輪重一定，所以物體在離開水后，滑輪組的機械效率最大由于P=Fv，所以物體在水中時

7、，P1=F1v1，在水面以上時，P2=F2v2；因為P2=6P1，即F2v2=6F1v1，所以F2=2F1不計摩擦、繩重和水的阻力時，物體在水中受到重力、浮力和拉力的作用勻速上升，此時F1=（G+G0-F浮）/3；物體離開水面上升過程中，受重力和拉力作用，此時F2=（G+G0）/3把F2=2F1代入得（G+G0）/3=2（G+G0-F?。?3即（1.2104N+G0）/3=2（1.2104N+G0-6.3103N）/3解得動滑輪重G0=600N當(dāng)物體離開水面上升過程中F2=（1.2104N+600N）/3=4200N所以滑輪組的最大機械效率為=W有用/ W總 =Gh/ FS =Gh /3Fh

8、=G /3 F2 =1.2104N /34200N =95%答：（1）被打撈的物體浸沒在水中時受到的浮力是6.3103N； （2）在整個打撈過程中，滑輪組的最大效率是物體出水面后的機械效率，等于95%3 3、水平方向的機械效率、水平方向的機械效率例五. 用圖3所示滑輪組拉著一重為100牛的物體A沿水平面做勻速運動，所用拉力F的大小為40牛（1）不計輪和繩的重力以及摩擦，求：物體A所受的摩擦力（2）若滑輪組的機械效率為80%，求：物體A所受的摩擦力用滑輪組勻速提升重為用滑輪組勻速提升重為2000牛的物體，作用在繩子自由端的牛的物體，作用在繩子自由端的拉力做功的功率為拉力做功的功率為1250瓦，滑

9、輪組的機械效率為瓦，滑輪組的機械效率為80%，求重物上，求重物上升的速度是多少？升的速度是多少？ 解析：解答本題的關(guān)鍵是：一要弄清有用功和總功。解析：解答本題的關(guān)鍵是：一要弄清有用功和總功。將物將物體提升一定高度做的功體提升一定高度做的功有用功：有用功：有有物物h；作用在繩子自作用在繩子自由端的拉力做的功由端的拉力做的功總功：總功：總總拉拉t（因已知功率），（因已知功率），則機則機械效率可表示為械效率可表示為： 二要明白二要明白“重物上升重物上升”與與“繩子自由端拉動繩子自由端拉動”具有同具有同時性。因此時性。因此于是，重物上升的速度于是，重物上升的速度練習(xí)練習(xí)1 說明：對涉及滑輪組的速度的問

10、說明：對涉及滑輪組的速度的問題，關(guān)鍵是抓住題，關(guān)鍵是抓住“重物上升或移動重物上升或移動”與與“繩子自由端拉動繩子自由端拉動”的的同時性同時性，再，再將對應(yīng)物理量用對應(yīng)的符號代入公式將對應(yīng)物理量用對應(yīng)的符號代入公式進(jìn)行推演和代數(shù)變換，問題即可解決。進(jìn)行推演和代數(shù)變換，問題即可解決。練習(xí)練習(xí)2：用一定滑輪和一個動滑輪：用一定滑輪和一個動滑輪組成的滑輪組提升重組成的滑輪組提升重900牛的物體，牛的物體，使物體升高使物體升高2米，滑輪組的機械效米，滑輪組的機械效率為率為90%，動滑輪重，動滑輪重90牛，求提牛，求提升重物過程中克服摩擦做了多少升重物過程中克服摩擦做了多少功？功？練習(xí)練習(xí)3：用一個動滑輪提升重：用一個動滑輪提升重100牛的蘋果，已知筐的重力為牛的蘋果，已知筐的重力為20牛，牛，動滑輪的重力為動滑輪的重力為10牛，繩自由端的牛，繩自由端的拉力為拉力為75牛，將蘋果提升牛，將蘋果提升1米，求：米，求：（1）機械效率）機械效率（2）克服摩擦做的功）克服摩擦做的功練習(xí)4如圖5，用滑輪組拉著重為600牛的物體沿水平方向向右勻速移動了8米，拉力F 做的功為1280焦，（不計繩重和摩擦）求：（1）拉力的大??； （2）若動滑輪重為12牛，機械效率為多少？五、機械效率的功率表達(dá)式五、機械效率的功率表達(dá)式=p有有/p總總