專題《滑輪組機(jī)械效率計(jì)算及測(cè)量》ppt課件教材

1、中考物理專題訓(xùn)練中考物理專題訓(xùn)練1、如圖所示，用滑輪組把重為、如圖所示，用滑輪組把重為270N的貨的貨物勻速提到物勻速提到1m高的樓上，所用拉力高的樓上，所用拉力100N，則有用功、總功和滑輪組的機(jī)械效率分別則有用功、總功和滑輪組的機(jī)械效率分別是是_ 、 _ 、 _ . 300J90F物270N 1m100NGWGhGhGWFsFnhnF有用總270J2、如下圖所示，用一動(dòng)滑輪拉一物體在、如下圖所示，用一動(dòng)滑輪拉一物體在水平面上勻速運(yùn)動(dòng)的距離是水平面上勻速運(yùn)動(dòng)的距離是L ，物體受到，物體受到的摩擦力為的摩擦力為f，水平拉力為，水平拉力為F，則動(dòng)滑輪所，則動(dòng)滑輪所做的有用功做的有用功W W有用有

2、用=_ ，總功，總功W W總總=_它它 的機(jī)械效率為的機(jī)械效率為_ （不計(jì)滑輪重力）（不計(jì)滑輪重力）nFfFnLfLFsfLW總有WfL2FLF物物f LFf2FfWGhGWGhG hGG有用總動(dòng)動(dòng)由于忽略摩擦及繩重由于忽略摩擦及繩重 變大變大11WGhGGWGh G hG GG有用動(dòng)動(dòng)動(dòng)總所以當(dāng)提升的物體重力變大時(shí)，所以當(dāng)提升的物體重力變大時(shí)，F(xiàn)物90 N 5m G若用此滑輪組提升大于若用此滑輪組提升大于90 N的重物（包括桶），其機(jī)械效率將的重物（包括桶），其機(jī)械效率將_ _ _ _ _ _ （ 填（ 填 “ 變 大變 大 ” 或或 “ 變 小變 小 ” ） 理 由） 理 由_ _滑輪組機(jī)

3、械效率變大滑輪組機(jī)械效率變大903、如圖所示，工人利用動(dòng)滑輪將重為、如圖所示，工人利用動(dòng)滑輪將重為90 N的重物（包括桶）的重物（包括桶）沿豎直方向勻速向上提升了沿豎直方向勻速向上提升了5m。若該動(dòng)滑輪重。若該動(dòng)滑輪重10 N，忽略繩，忽略繩重與摩擦，則該滑輪裝置的機(jī)械效率是重與摩擦，則該滑輪裝置的機(jī)械效率是_ 10 N 5m 額外功額外功4、用下圖所示的滑輪，組裝成滑輪組，請(qǐng)?jiān)趫D中畫出、用下圖所示的滑輪，組裝成滑輪組，請(qǐng)?jiān)趫D中畫出使用該滑輪組時(shí)最省力的繞法。使用該滑輪組時(shí)最省力的繞法。使用這個(gè)滑輪組，勻使用這個(gè)滑輪組，勻速提升質(zhì)量是速提升質(zhì)量是600kg的物體，機(jī)械效率是的物體，機(jī)械效率是8

4、0%，對(duì)滑，對(duì)滑輪組做功的總功率是輪組做功的總功率是7.5kW，則拉力，則拉力F和重物上升的速和重物上升的速度各是多少？度各是多少？（?。ㄈ=10N/kg）F物600kg 7.5kWG 解：解：G=mg= 600kg10N/kg=6000N 由由 得得 WGhGhGWFsFnhnF有用總3.6N1.2N40.75GFn6000N3 80%=2500NV總=P總F總=7.5103W2500N=3m/s 1m/s V物=V總n3m/s 3=FvtWp總由由 得得 當(dāng)物體在力當(dāng)物體在力F作用下，以速度作用下，以速度V勻速勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，可得運(yùn)動(dòng)時(shí)，可得：PW/tFV270N 1m100NWGhGhGW

5、FsFnhnF有用總W有用有用W總總滑輪組對(duì)物體所做滑輪組對(duì)物體所做的功的功（從滑輪組直接對(duì)物體施加（從滑輪組直接對(duì)物體施加的力處入手）的力處入手）動(dòng)力動(dòng)力(人人)對(duì)對(duì)滑輪組所做的滑輪組所做的功功（從動(dòng)力一般為人手處（從動(dòng)力一般為人手處入手）入手）F物F物F物物F物（2）若動(dòng)滑輪的重為）若動(dòng)滑輪的重為12N（不計(jì)繩重（不計(jì)繩重及摩擦），計(jì)算滑輪組的機(jī)械效率及摩擦），計(jì)算滑輪組的機(jī)械效率.5、如圖所示，用滑輪組拉著重、如圖所示，用滑輪組拉著重600N的物體的物體A沿水平方沿水平方向勻速移動(dòng)，在向勻速移動(dòng)，在40s內(nèi)物體移動(dòng)了內(nèi)物體移動(dòng)了8m，拉力，拉力F做的功做的功為為1280 J 求求:（1）

6、拉力）拉力F的大小及拉力的功率；的大小及拉力的功率；GNfF物物8m1280 J等時(shí)性等時(shí)性 40s 額外功額外功 12N 8m 解（解（1）拉力）拉力F移動(dòng)的距離移動(dòng)的距離s2816（m） 拉力做的功拉力做的功WFs，所以，所以F161280sW80（N）拉力的功率拉力的功率P401280tW32(W)（2）克服動(dòng)滑輪重所做的功（額外功）克服動(dòng)滑輪重所做的功（額外功） W額額G動(dòng)動(dòng)h12896（J）滑輪組的機(jī)械效率滑輪組的機(jī)械效率J1280J96J1280 總額總總有WWWWW92.5%（2）若用此滑輪組提起小于）若用此滑輪組提起小于3.6N的的重物時(shí)，其機(jī)械效率將如何變化？說重物時(shí)，其機(jī)械

7、效率將如何變化？說明理由。明理由。2009河北河北 6、小明做、小明做“測(cè)滑輪組機(jī)械效率測(cè)滑輪組機(jī)械效率”實(shí)驗(yàn)時(shí)，用圖實(shí)驗(yàn)時(shí)，用圖中所示的滑輪，組裝成滑輪組，請(qǐng)?jiān)趫D中畫出使中所示的滑輪，組裝成滑輪組，請(qǐng)?jiān)趫D中畫出使用該滑輪組時(shí)最省力的繞法。用此滑輪組將重為用該滑輪組時(shí)最省力的繞法。用此滑輪組將重為3.6N的物體勻速提起時(shí)，拉力的功率為的物體勻速提起時(shí)，拉力的功率為0.36W，滑輪組的機(jī)械效率為滑輪組的機(jī)械效率為75%。（忽略摩擦及繩重）。（忽略摩擦及繩重）求求:（1）繩子自由端移動(dòng)的速度和動(dòng)）繩子自由端移動(dòng)的速度和動(dòng) 滑輪的總重?；喌目傊亍GF物3.6N0.36WWGhGhGWFsFnhn

8、F有用總3.6N1.2N40.75GFnPFv0.36W0.3m/s1.2NPvFWGhGWGhG hGG有用總動(dòng)動(dòng)3.6N3.6N1.2N0.75GGG動(dòng)11WGhGGWGhG hGGG有用動(dòng)動(dòng)動(dòng)總F22解：繞法如右圖解：繞法如右圖 （1）因?yàn)椋┮驗(yàn)?所以拉力所以拉力 由于由于 所以繩子自由端移動(dòng)速度所以繩子自由端移動(dòng)速度 由于忽略摩擦及繩重，則由于忽略摩擦及繩重，則 所以動(dòng)滑輪重所以動(dòng)滑輪重 （2）減?。p小 由于忽略摩擦及繩重由于忽略摩擦及繩重 所以當(dāng)提升的物體重力減小時(shí)，所以當(dāng)提升的物體重力減小時(shí)，滑輪組機(jī)械效率減小?；喗M機(jī)械效率減小。F這是這是2008年北京殘奧會(huì)開幕式最后一棒火炬

9、手侯斌，靠自己雙手的力量，攀爬年北京殘奧會(huì)開幕式最后一棒火炬手侯斌，靠自己雙手的力量，攀爬到火炬臺(tái)底部并最終點(diǎn)燃圣火到火炬臺(tái)底部并最終點(diǎn)燃圣火的圖片的圖片，該點(diǎn)火儀式充分體現(xiàn)了殘疾人自強(qiáng)自立、，該點(diǎn)火儀式充分體現(xiàn)了殘疾人自強(qiáng)自立、拼搏向上的勇氣和精神拼搏向上的勇氣和精神.已知他和輪椅已知他和輪椅總重力為總重力為800N，攀爬高度攀爬高度39m.7、小明同學(xué)看到火炬手攀爬很費(fèi)勁，想到物理課上學(xué)過利用、小明同學(xué)看到火炬手攀爬很費(fèi)勁，想到物理課上學(xué)過利用滑輪組可以省力滑輪組可以省力.小明同學(xué)如果站在地面上小明同學(xué)如果站在地面上,用如下圖所示的哪用如下圖所示的哪個(gè)滑輪組拉起火炬手侯斌最合適個(gè)滑輪組拉起

10、火炬手侯斌最合適,理由是什么理由是什么?如果該滑輪組如果該滑輪組機(jī)械效率為機(jī)械效率為80求小明同學(xué)的拉力至少要多求小明同學(xué)的拉力至少要多大？大？ A B C DA B C DFFFFF物G解：解：D滑輪組滑輪組. 理由是拉力方向向下且更省力理由是拉力方向向下且更省力 800N 39m 所以所以FG/4 800N /（40.8）250N因?yàn)橐驗(yàn)閃有用有用/W總總Gh/FsGh/FnhG/nF答：小明同學(xué)的拉力至少為小明同學(xué)的拉力至少為250N. 1 、建筑工地建筑工地上經(jīng)常用到起重機(jī)。下圖是一臺(tái)起重機(jī)吊臂上經(jīng)常用到起重機(jī)。下圖是一臺(tái)起重機(jī)吊臂上的滑輪組，它在上的滑輪組，它在20s內(nèi)內(nèi)將質(zhì)量為將質(zhì)

11、量為2.It的物體勻速提高了的物體勻速提高了5m，此時(shí)拉力，此時(shí)拉力F的功率為的功率為7.5kw。則拉力。則拉力F的大小和滑輪的大小和滑輪組的機(jī)械效率分別為（取組的機(jī)械效率分別為（取g=10N/s）（）（ ） A104N 70 B1.5x104N 70 C7X103N 100 D1.05x104N 50AF物G2.It 5m 7.5kw2、一、一物體質(zhì)量為物體質(zhì)量為18kg，其所受重力為，其所受重力為 N如圖所如圖所示，小明用定滑輪將該物體在示，小明用定滑輪將該物體在4s內(nèi)勻速提高內(nèi)勻速提高2m所用所用拉力為拉力為200N此過程中，小明做的有用功是此過程中，小明做的有用功是 J，定，定滑輪的機(jī)

12、械效率是滑輪的機(jī)械效率是 ，(取取g10N/kg)18036090F物3、如、如圖是搬運(yùn)工人用滑輪組將倉(cāng)庫(kù)中的貨物沿水平軌圖是搬運(yùn)工人用滑輪組將倉(cāng)庫(kù)中的貨物沿水平軌道拉出的示意圖。已知貨物的質(zhì)量為道拉出的示意圖。已知貨物的質(zhì)量為600kg,所受軌道的所受軌道的摩擦力為其重力的摩擦力為其重力的0.1倍，滑輪組的倍，滑輪組的機(jī)械效率為機(jī)械效率為75.若若人以人以0.5m/s的速度勻速前行，經(jīng)的速度勻速前行，經(jīng)100s將貨物拉出倉(cāng)庫(kù)將貨物拉出倉(cāng)庫(kù). 求過程中求過程中:（1）人做的有用功為多大？）人做的有用功為多大？ （2）人的拉力為多大？）人的拉力為多大？ （3）人拉力的功率為多大（）人拉力的功率為

13、多大（ g取取 10N/kg）解：解：W有用有用fs物物 代入數(shù)據(jù)得：代入數(shù)據(jù)得：W有用有用1.5104 J = = 代入數(shù)據(jù)得：代入數(shù)據(jù)得： F=400N P= 或或PFv 代入數(shù)據(jù)得：代入數(shù)據(jù)得：P=200Wvtss2121人物%100總有用WW %100人物FsfstW總4、如、如圖所示，用圖所示，用40N的拉力使物體勻速上升，不計(jì)的拉力使物體勻速上升，不計(jì)繩重和摩擦，此時(shí)整個(gè)裝置的機(jī)械效率是繩重和摩擦，此時(shí)整個(gè)裝置的機(jī)械效率是75%.求求:(1)物體的重力是多少？物體的重力是多少？ (2)若物體的重力變?yōu)槿粑矬w的重力變?yōu)?50N, 繩繩的拉力又是多少？的拉力又是多少？(3)機(jī)械效率又是

14、多少？機(jī)械效率又是多少？F物（1）由題可知物體承擔(dān)物重的繩子的段數(shù)為）由題可知物體承擔(dān)物重的繩子的段數(shù)為3，則，則 s繩繩nh物物 由由 得得nFGFnhGhFsGhWW總有 G物物1=n1 F拉拉=375%40N=90N(2) 若不計(jì)繩重和摩擦，若不計(jì)繩重和摩擦，F(xiàn)=1/n(G物物1+G動(dòng)動(dòng))則，則， G動(dòng)動(dòng)=nF拉拉1 G物物1=3 40N90N=30N 當(dāng)提升當(dāng)提升150N的重物時(shí)，則的重物時(shí)，則 F拉拉2=1/n(G物物2+G動(dòng)動(dòng))=1/3（150N+30N）=60N=150N150N+30N=83.33 WGhGWGhG hGG有用總動(dòng)動(dòng)解：解：5、圖甲是建筑工地上常見的塔式起重機(jī)示

15、意圖。這種起重機(jī)主要用于房屋建筑施工中物料的豎直或水平輸送。（1）某塔式起重機(jī)是通過電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)如圖乙所示滑輪組豎直起吊物料的。已知起吊重為3104N的物料時(shí)，電動(dòng)機(jī)的輸出功率為60kW，物料勻速上升的速度為1.5m/s。試求：電動(dòng)機(jī)作用在滑輪組上的水平拉力F；這次起吊時(shí)滑輪組的機(jī)械效率。F物2m/s5 . 1W10603vPsPtsWN1022N103244FGFsGhWW總有用W10601.5m/sN10334PGvPtGvtPtGhWW總有用 F = = 2104 N或或 = = 75% = 解：解：課題課題:測(cè)定滑輪組的機(jī)械效率測(cè)定滑輪組的機(jī)械效率易錯(cuò)點(diǎn)易錯(cuò)點(diǎn): : 如何測(cè)出如何測(cè)出WW

16、總總和和WW有用有用 及及 與哪些因素有關(guān)與哪些因素有關(guān)一、基礎(chǔ)知識(shí)一、基礎(chǔ)知識(shí): :1 1、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、?shí)驗(yàn)?zāi)康模?測(cè)滑輪組的機(jī)械效率。測(cè)滑輪組的機(jī)械效率。 比較滑輪組在不同使用情況下的比較滑輪組在不同使用情況下的 機(jī)械效率。機(jī)械效率。2 2、原理：、原理：WW100總有3 3、器材器材：刻度尺刻度尺、 彈簧秤彈簧秤、鉤碼、鉤碼、 滑輪組滑輪組兩組、鐵架臺(tái)、長(zhǎng)約兩組、鐵架臺(tái)、長(zhǎng)約2m2m的細(xì)繩。的細(xì)繩?？潭瘸?、彈簧秤刻度尺、彈簧秤 4、其中測(cè)量工具有：、其中測(cè)量工具有：5 5、測(cè)量要求：測(cè)量要求： 、在測(cè)量過程中，彈簧、在測(cè)量過程中，彈簧 測(cè)力計(jì)應(yīng)測(cè)力計(jì)應(yīng) 拉動(dòng)拉動(dòng), ,、刻度尺要、刻度尺要

17、 放置，準(zhǔn)確放置，準(zhǔn)確量出鉤碼和彈簧測(cè)力計(jì)上升的高量出鉤碼和彈簧測(cè)力計(jì)上升的高度。度。豎直向上、勻速豎直向上、勻速豎直豎直6 6、所測(cè)物理量：、所測(cè)物理量： 、鉤碼重、鉤碼重G G 、繩的拉力、繩的拉力F F 、鉤碼上升的高度、鉤碼上升的高度h h 、繩端上升的距離、繩端上升的距離s s7 7、所求物理量所求物理量：、有用功、有用功W W有用有用、總功、總功W W總總、機(jī)械效率、機(jī)械效率8 8、實(shí)驗(yàn)結(jié)論：實(shí)驗(yàn)結(jié)論：同一滑輪組，同一滑輪組，G G越重越重越高越高 不不同的滑輪組，提升相同的同的滑輪組，提升相同的重物，重物，動(dòng)滑輪越重的滑輪組，其動(dòng)滑輪越重的滑輪組，其機(jī)械效率越低機(jī)械效率越低9 9

18、、影響滑輪組機(jī)械效率的影響滑輪組機(jī)械效率的 因素因素： 、提升物體的重力、提升物體的重力 、動(dòng)滑輪自重、動(dòng)滑輪自重 、摩擦阻力、摩擦阻力1010、提高滑輪機(jī)械效率的途徑：、提高滑輪機(jī)械效率的途徑：、增大提升物體的重力（使、增大提升物體的重力（使滑輪組在滿載情況下工作）滑輪組在滿載情況下工作）、減小動(dòng)滑輪自重，減小動(dòng)滑輪自重，減小摩減小摩擦（加潤(rùn)滑劑）擦（加潤(rùn)滑劑）即即:增大有用功在總功的比例增大有用功在總功的比例即即:減小額外功在總功的比例。減小額外功在總功的比例。 1.1.用四只完全相同的滑輪和用四只完全相同的滑輪和兩根相同的繩子組成如圖所示的兩根相同的繩子組成如圖所示的兩個(gè)滑輪組，則：（兩

19、個(gè)滑輪組，則：（ ）A A、甲滑輪組省力，機(jī)械效率較高、甲滑輪組省力，機(jī)械效率較高B B、乙滑輪組省力，機(jī)械效率較高、乙滑輪組省力，機(jī)械效率較高C C、兩滑輪組省力程度不同，、兩滑輪組省力程度不同， 機(jī)械效率相同機(jī)械效率相同D D、兩個(gè)滑輪組省力程度、兩個(gè)滑輪組省力程度不同，機(jī)械效率也不同不同，機(jī)械效率也不同 二、知識(shí)鞏固二、知識(shí)鞏固:甲甲乙乙C 2.2.如圖所示的兩個(gè)滑輪組，每個(gè)輪的質(zhì)量都如圖所示的兩個(gè)滑輪組，每個(gè)輪的質(zhì)量都相等。用它們提升等重的物體時(shí)，作用在兩個(gè)滑相等。用它們提升等重的物體時(shí)，作用在兩個(gè)滑輪組上的動(dòng)力分別為輪組上的動(dòng)力分別為F F1 1和和F F2 2，兩個(gè)滑輪組的機(jī)械效，

20、兩個(gè)滑輪組的機(jī)械效率分別為率分別為1 1和和2 2。若不計(jì)摩擦，則下列判斷中。若不計(jì)摩擦，則下列判斷中正確的是（正確的是（ ） A.A.一定是一定是F F1 1FF2 2 B. B.一定是一定是F F1 1=F=F2 2 C. C.一定是一定是1 12 2 D. D.一定是一定是1 1G0).請(qǐng)用請(qǐng)用”大大于于”、“等于等于”或或“小于小于”填在下面的空格處。填在下面的空格處。 (1)在圖在圖(a)中中,當(dāng)拉著彈簧當(dāng)拉著彈簧秤勻速豎直上升時(shí)秤勻速豎直上升時(shí),彈簧秤的彈簧秤的讀數(shù)將讀數(shù)將 2G/3,彈簧秤移彈簧秤移動(dòng)的距離將動(dòng)的距離將 鉤碼移動(dòng)鉤碼移動(dòng)距離的距離的3倍倍,滑輪組的機(jī)械效滑輪組的機(jī)

21、械效率率 1. 大于大于等于等于小于小于 (2)若測(cè)圖若測(cè)圖(b)中滑中滑輪組的機(jī)械效率輪組的機(jī)械效率,則彈則彈簧秤的讀數(shù)將簧秤的讀數(shù)將 圖圖(a)中彈簧秤的讀數(shù)中彈簧秤的讀數(shù);圖圖(a)中滑輪組的機(jī)械中滑輪組的機(jī)械效率將效率將 圖圖(b)中中滑輪組的機(jī)械效率滑輪組的機(jī)械效率. 小于小于大于大于 10.在在”測(cè)定滑輪組的機(jī)械效率測(cè)定滑輪組的機(jī)械效率”的實(shí)驗(yàn)中的實(shí)驗(yàn)中,用同用同一滑輪組進(jìn)行兩次實(shí)驗(yàn)一滑輪組進(jìn)行兩次實(shí)驗(yàn),得到下表數(shù)據(jù)得到下表數(shù)據(jù):次數(shù)鉤碼質(zhì)量(g)鉤碼上升高度(m)彈簧秤的示數(shù)(N)彈簧秤移動(dòng)的距離(m)11002200(1)所用滑輪組中動(dòng)滑輪、定滑輪的個(gè)數(shù)至少分別所用滑輪組中動(dòng)滑輪、定滑輪的個(gè)數(shù)至少分別為為 。（2）第一次、第二次實(shí)驗(yàn)的機(jī)械效率大小分別）第一次、第二次實(shí)驗(yàn)的機(jī)械效率大小分別為為 。（3）兩次實(shí)驗(yàn)機(jī)械效率不同的原因是）兩次實(shí)驗(yàn)機(jī)械效率不同的原因是 。一定一動(dòng)各一個(gè)一定一動(dòng)各一個(gè)65.3% 72.6%提升的鉤碼重不同提升的鉤碼重不同 11，同學(xué)們?cè)谔骄?，同學(xué)們?cè)谔骄俊庇绊懟喗M機(jī)械效率高低的因素影響滑輪組機(jī)械效率高低的因素”時(shí)時(shí),提提出了下列假設(shè)出了下列假設(shè):滑輪組機(jī)械效率高低可能與動(dòng)滑輪重有關(guān)滑輪組機(jī)械