初三機(jī)械效率復(fù)習(xí)講義(共4頁)

1、課題：滑輪組機(jī)械效率專題復(fù)習(xí)一、 機(jī)械效率1、定義：有用功與總功的比值，叫做機(jī)械效率。用符號(hào)表示。2、物理意義：表示機(jī)械所做的有用功占總功的比例。機(jī)械效率通常用百分比表示： 定義式：3、有用功：提升目的重物所必須要做的功額外功：克服機(jī)械自身部件（如動(dòng)滑輪、繩子）的重力和摩擦等而做的功總功：W總=W有十W額 。4、由于有用功是額外功的一部分，所以機(jī)械效率一定小于l ，即：沒有既省力又省距離（相當(dāng)于省功）的機(jī)械，省力則一定費(fèi)距離，省距離則一定費(fèi)力。二、標(biāo)準(zhǔn)滑輪組的機(jī)械效率（前提：不計(jì)繩重及滑輪與軸的摩擦）1、繩子段數(shù)：受物重的繩子段數(shù)力：重物重力G物，拉力F，動(dòng)滑輪總重G動(dòng)，G物+G動(dòng)）=nF距離

2、：重物上升高度h，拉力移動(dòng)距離s，s=nh功：W有=G物h，W額外=G動(dòng)h，W總=Fs=（G物+G動(dòng)）h總結(jié)：G物、F、G動(dòng)三者相互聯(lián)系，知二得三。（類比電學(xué)U I R）2、機(jī)械效率前提條件：不計(jì)繩重、滑輪與軸的摩擦、（繩與滑輪的靜摩擦力有的）定義式： （適用于一切情況的計(jì)算）推導(dǎo)式：由物重G物、動(dòng)滑輪總重G動(dòng)和總拉力nF三者求機(jī)械效率，只需其中兩個(gè)即可。從功的角度分析： 從力的角度分析： 小技巧： 例如：=80%， 即G動(dòng)與G物之比為1:4，G動(dòng)與nF之比為：1:5（說明1.公式中G物本質(zhì)為拉動(dòng)物體所需拉力，若物體在液體中受到浮力，則注意物重應(yīng)為G物-F浮，即提升物體所需拉力；若不在液體中且

3、豎直拉動(dòng)物體，則所需拉力為G物，若為水平拉動(dòng)接觸面上的物體，則所需拉力為克服摩擦力f）3、 機(jī)械效率大小比較本質(zhì)：物重（拉動(dòng)物體所需拉力）與動(dòng)滑輪重之比。比值越大，機(jī)械效率越高用同一個(gè)滑輪組提升不同重物，重物越重，越高。（動(dòng)滑輪不變）提升相同重物時(shí)，動(dòng)滑輪越重，越低。（重物不變）4、決定的因素：G物、G動(dòng)、繩重及有無其他摩擦力等不影響的因素：提升物體的速度；繩子的繞法（滑輪不變，做的有用功相同，做的額外功也相同 ）、提升物體的高度注：在探究實(shí)驗(yàn)中，用同一個(gè)滑輪組探究機(jī)械效率時(shí)，由于n不變，所以物體上升高度h與彈簧測力計(jì)拉動(dòng)的距離h比值不變。三、計(jì)繩重及滑輪與軸的摩擦對(duì)于單獨(dú)的動(dòng)滑輪、定滑輪以及

4、滑輪組，如果考慮摩擦和繩重（只要未說明不計(jì)繩重和摩擦的都要考慮），則計(jì)算需要用定義式，從做功的角度求解。四、機(jī)械效率的最大值問題機(jī)械效率不能無限大，受制因素有：1、繩子拉力的限制?？疾欤航M裝、段數(shù)n等2、裝置拉力來源，及能提供的最大拉力。特別，當(dāng)拉力來源為重力時(shí)，最大拉力即為裝置所受重力。（提升力來自船的浮力，不能翻船）五、特殊滑輪組的力、機(jī)械效率計(jì)算1、滑輪組形式：級(jí)聯(lián)滑輪、并立滑輪、2、前提條件：是否考慮摩擦等。3、技巧：同一根繩上的拉力相等（所有種類滑輪中都成立）。拉動(dòng)同一個(gè)物體的不同根繩子上的力不一定相等；確定升上拉力可以通過其拉力之和等于物重求得；拉動(dòng)物體需要考慮重心位置時(shí)，參考杠桿

5、原理；利用定義式：求解。4、整體法和隔離法。六、滑輪組探究實(shí)驗(yàn)及滑輪組的組裝：1 拉力大小限制確定段數(shù)n2 繩子自由端朝向確定繩子起始位置F方向一、滑輪組的機(jī)械效率 基礎(chǔ)練習(xí) 1、下列說法正確的是（ ）A、機(jī)械效率總小于1 B、單位時(shí)間里做功越多的機(jī)械，機(jī)械效率越高C、做功越多的機(jī)械，機(jī)械效率越高 D、省力越多的機(jī)械，機(jī)械效率越高2、某機(jī)械的機(jī)械效率是75%，這說明使用這一裝置做功（ ）A、總功是額外功的3倍； B、有用功是額外功的3倍；C、總功是有用功的3倍 D、額外功占總功的3/43、為了提高滑輪組的機(jī)械效率，以下做法中正確的是（ ）A、以較快的速度勻速提升重物 B、以較慢的速度勻速提升重

6、物C、增加承擔(dān)物重的繩子股數(shù) D、把滑輪做得更輕巧，減小滑輪在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中的摩擦；4、建筑工人用如圖l0所示的裝置把重400N的物體勻速提升3m所用的手拉力為300N則該工人所做的有用功為 J，總功為 J，該滑輪組的機(jī)械效率是 。若用該裝置提升500N的重物，此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率將 (填“變大”、“變小”或“不變”)二、不計(jì)繩重及摩擦的標(biāo)準(zhǔn)滑輪組例1：如圖所示，小民利用滑輪組先后豎直向上勻速提升物體A和物體B。當(dāng)提升物體A時(shí)，滑輪組的機(jī)械效率為75%，小民對(duì)地面的壓力為F1；當(dāng)提升物體B時(shí)，小民對(duì)地面的壓力為F2。已知小民的質(zhì)量為65kg，物體A的質(zhì)量為90kg，物體B的質(zhì)量為50kg。假設(shè)在拉

7、繩子的過程中，小民對(duì)繩子的拉力與對(duì)地面的壓力始終豎直向下且在同一直線上，不計(jì)繩重和摩擦。則F2:F1=_。5:1圖2-4甲GG乙1、兩個(gè)滑輪組如圖2-4甲、乙所示，若每個(gè)動(dòng)滑輪的重，摩擦阻力和繩子重力不計(jì)，用它們勻速提起重力為的物體時(shí)，甲乙兩滑輪組的機(jī)械效率之比為（ ） A、67 B、76 C、56 D、572、如圖所示，小明用兩個(gè)滑輪組成甲、乙兩種不同的省力滑輪組他分別用這兩種滑輪組把質(zhì)量相同的重物吊到等高的平臺(tái)上，兩次吊重物時(shí)他拉繩的速度相同不計(jì)摩擦和繩重，下列說法正確的是（）A、兩次吊物，小明所做的功和功率的多少相同，甲裝置的效率高B、兩次吊物，小明所做的功、功率的多少和效率的高低都相同

8、C、兩次吊物，小明所做的功率的大小和效率的高低相同，用甲裝置做的功多D、兩次吊物，小明所做的功的多少和效率的高低相同，用乙裝置時(shí)功率大3、建筑工人用如圖所示的滑輪組，將重800N的重物勻速提高5m，拉力所做的功為4800J，則該滑輪組的機(jī)械效率是（）A、67%B、73%C、83%D、100%4、利用如圖所示的甲、乙兩個(gè)滑輪組，在相同的時(shí)間內(nèi)用大小相同的力F1和F2分別把質(zhì)量相等的重物G1和G2提升到相同的高度，則（）A、甲滑輪組的機(jī)械效率高B、乙滑輪組的機(jī)械效率高C、F2做功的功率大D、F1、F2做功的功率一樣大5、用完全相同的A、B兩個(gè)滑輪組（繩重及摩擦忽略不計(jì)），分別提升重為G1和G2的兩

9、物體，若G1G2，它們的機(jī)械效率分別為A和B，則（）A、ABB、ABC、A=BD、無法判斷6、兩滑輪組裝置如圖所示，已知每個(gè)滑輪重力都為G0，摩擦和繩重均不計(jì)，用它們分別勻速提起重為G=5G0的物體時(shí)，甲、乙兩滑輪組的拉力之比是（）A、6：7B、7：6C、5：2D、15：77、用滑輪組勻速提升重為2000N的物體，作用在繩子自由端的拉力為625N，拉力所做的功為12500J，滑輪組的機(jī)械效率為80，若不計(jì)繩重和摩擦，提升重物改為重為3000N的物體，那么作用在繩子自由端的拉力是多大？三、計(jì)繩重及摩擦的標(biāo)準(zhǔn)滑輪組例1、工人用類似圖3-2-1所示的滑輪組提起重為2000 N的物體.(1)若不計(jì)摩擦

10、和動(dòng)滑輪重，工人提起這個(gè)重物至少需用多大的力?(2)若工人勻速提起這個(gè)物體時(shí)所用的拉力是800 N，滑輪組的機(jī)械效率是多大?例2、(2011豐臺(tái)一模 22)如圖12所示，滑輪組在拉力F1=45N的作用下，拉著物體A以3m/s的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)，繩子的伸長及滑輪的摩擦不計(jì)，拉力F1的功率為P1 ；用該滑輪組拉著物體B以1.5m/s的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)，所用拉力F2的功率為P2 ，滑輪組的機(jī)械效率為75%；已知P1 ：P2 =3：2，則物體B做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的阻力為 N。圖12 AF圖1-71、在圖1-7所示，重為500N的物體與地面間的摩擦力為150N，為使物體勻速移動(dòng)，必須在繩端加以60

11、N水平拉力，則滑輪組的機(jī)械效率約為_；若物體移動(dòng)速度為0.2米/秒,則1分鐘內(nèi)拉力做的功是_焦。2、如圖是搬運(yùn)工人用滑輪組將倉庫中的貨物沿水平軌道拉出的示意圖。已知貨物的質(zhì)量為600kg，所受軌道的摩擦力為其重力的0.1倍，滑輪組的機(jī)械效率為75。若人以0.5m/s的速度勻速前行，經(jīng)100s將貨物拉出倉庫，g取10N/kg,。求在此過程中： （1）人做的有用功為多大？ （2）人的拉力為多大？ （3）人拉力的功率為多大？圖10ACB四、特殊滑輪組的力、機(jī)械效率計(jì)算例1、（2011石景山一模）如圖所示，是一套簡易升降裝置示意圖，其上端固定在樓頂，工人用力拉繩子，裝置可使人與工作臺(tái)升至所需高度，裝置

12、中滑輪A、B、C的重力分別為100N、50N、40N，人的重力為600 N，當(dāng)人用100N的拉力向下拉繩子時(shí)，地面對(duì)工作臺(tái)的支持力為450 N，則工作臺(tái)的重力為_N（不計(jì)繩重和摩擦）1、如圖所示，A物重400N，滑輪重20 N要使動(dòng)滑輪勻速上升0.2m，力F應(yīng)等于 N，這時(shí)物體A上升 m,該裝置效率為 （繩重及摩擦均不計(jì)） 五、探究滑輪組機(jī)械效率實(shí)驗(yàn)及組裝2、小明在“測滑輪組機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)中，用如圖甲所示的滑輪組進(jìn)行了三次實(shí)驗(yàn)，數(shù)據(jù)如下表： 表中有一個(gè)數(shù)據(jù)的記錄是錯(cuò)誤的，錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)是_ 3次實(shí)驗(yàn)中滑輪組的機(jī)械效率是_ 本次實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)論是：_實(shí)驗(yàn)次數(shù) 物重G/N 物體上升的高度h/cm 測力

13、計(jì)的示數(shù)F/N 測力計(jì)移動(dòng)的距離s/cm 1 6 3 2.5 9 2 6 5 2.5 18 3 6 8 2.5 24（2）小紅在小明實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上利用圖乙也做了實(shí)驗(yàn)，小紅的做法是為了探究 _當(dāng)這兩位同學(xué)使用各自的滑輪組提升相同的重物時(shí)，若忽略繩重及摩擦，它們的機(jī)械效率 _（選填“相同”或“不相同”），理由是：_.得到的結(jié)論是：_ _. 六、機(jī)械效率最大值問題1.一個(gè)質(zhì)量為70kg的工人，用如圖所示的裝置（包括滑輪組及裝磚的托板）提升一堆磚已知裝磚的托板重200N，每塊磚重100N滑輪的摩擦和繩重均可忽略不計(jì)，當(dāng)工人勻速提升10塊磚時(shí)，此裝置的機(jī)械效率為80%那么，該人站在地面上用此裝置提升這些磚

14、的過程中，此裝置的機(jī)械效率最高可達(dá)到_（取g=10N/kg，結(jié)果保留1位小數(shù)）2.用如圖7的裝置提升重物，繩子能承受的最大拉力為120N，動(dòng)滑輪重60N，繩重與摩擦不計(jì)求：（1）用此滑輪組最多能將多重的物體勻速提升？（2）用此滑輪組提起重240N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(shí)滑輪組的機(jī)械效率是多大？ 當(dāng)物體以0.5m/s的速度上升時(shí)，拉力的功率是多大？（3）該滑輪組的機(jī)械效率最高可達(dá)到多少？ 3如圖用40牛的拉力使物體勻速上升，不計(jì)繩重和摩擦，整個(gè)裝置的機(jī)械效率為75%求：（1）物體和動(dòng)滑輪的重各是多少？（2）若繩能承受的最大拉力為50牛，此裝置的機(jī)械效率最大可提高

15、到多少？七、杠桿、滑輪與壓強(qiáng)、浮力結(jié)合例1如圖所示，某打撈隊(duì)的工人用滑輪組把底面積為0.02m2、高為2m的實(shí)心圓柱體從水下提起，已知圓柱體的密度為2.0×103kg/m3，水的密度為1.O×103kg/m3，滑輪組的機(jī)械效率是70%(g取10N/kg，滑輪和繩子的重力忽略不計(jì))求：(1)圓柱體在水中所受的浮力(2)若圓柱體從H=16m深處被緩慢地勻速提起，到剛露出水面時(shí)，繩子自由端拉力F所做的功(3)如果繞在滑輪組上的繩子能承受的最大拉力為400N，則物體被提到露出水面多高時(shí)，繩子恰好被拉斷? 例2圖8是小明用滑輪組提升水中物體A的示意圖。當(dāng)物體A完全在水面下被勻速提升的

16、過程中，物體A所受浮力為80N，小明對(duì)繩子豎直向下的拉力為F1，水平地面對(duì)小明的支持力為N1。當(dāng)物體A有1/2的體積露出水面且靜止時(shí)，小明對(duì)繩子豎直向下的拉力為F2，水平地面對(duì)小明的支持力為N2。已知?jiǎng)踊喫苤亓?20N，小明所受重力為600N，N1:N2=13:12。不計(jì)繩重、滑輪與軸的摩擦以及水的阻力，則物體A所受重力為 N。1如圖24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1.2×103N，密度為1.6×103kg/m3。測得物體在出水前、后牽引車作用在繩子上拉力之比為1：2。若不計(jì)摩擦、繩重及水的阻力，g取10N/kg,問（1）物體出水面前，滑輪組的機(jī)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识啻螅?如圖