滑輪組機(jī)械效率三種題型資料

典型題例，示范啟迪解題要點(diǎn)：牢記有關(guān)公式，正確理解W有、W總、W額、P總、P有以及機(jī)械效率的含義。解題難點(diǎn)：找不到有用功、總功易錯(cuò)點(diǎn)：算總功時(shí)誤用物體移動(dòng)的距離，不注意單位的換算。用到的公式：W=FSF=(G物+G動(dòng))/ns=nhv繩=nv物η=W用/W總*100%解題技巧：1、重物在空中提升時(shí)：W有=G物h、W總=FSη=W用/W總*100%=G物/（G物+G動(dòng)）*100%2、重物浸在水中提升時(shí)：W用=（G-F浮)hW總=FSη=W用/W總*100%=（G-F?。?Fn*100%3、物體在水平方向運(yùn)動(dòng)時(shí)：W用=flW總=FSη=W用/W總*100%=f/Fn*100%幾個(gè)重要物理量：G動(dòng)、F、n、W有、W總、P總、P有、η一、滑輪（組）機(jī)械效率問(wèn)題第一頁(yè)第二頁(yè)，共16頁(yè)。1、豎直方向的機(jī)械效率（重物在空中）例1．用如圖所示裝置提升重為900牛的物體A，加在繩自由端的拉力大小為400牛時(shí)恰好可以使物體勻速上升．求：（1）若不計(jì)繩重和摩擦，求動(dòng)滑輪的重；（2）求此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率；（3）若提升的重物改為1200牛，此時(shí)滑輪組的機(jī)械效率又為多少？（4）在（3）問(wèn)中需要在繩自由端加多大的拉力才能將物體勻速拉起？

第二頁(yè)第三頁(yè)，共16頁(yè)。例2.用如圖所示的裝置提升重物，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(wèn)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？第三頁(yè)第四頁(yè)，共16頁(yè)。2、豎直方向的機(jī)械效率（重物浸在液體中）例三.

如圖所示，小型牽引車(chē)通過(guò)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(cè)得物體在出水前、后牽引車(chē)作用在繩子上的拉力之比為1:2。若不計(jì)摩擦、繩重及水的阻力，g取10N/kg。問(wèn)：（1）物體出水前，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(chē)?yán)Φ墓β蕿槎啻?第四頁(yè)第五頁(yè)，共16頁(yè)。解：（1）

，

出水前拉力F1為：出水后拉力F2為：代入G物和F浮可求出G動(dòng)=300N

（2）第五頁(yè)第六頁(yè)，共16頁(yè)。例四.2008?懷柔區(qū)二模）如圖所示，小型牽引車(chē)通過(guò)滑輪組勻速打撈起深井中的物體，在被打撈的物體沒(méi)有露出水面之前，牽引車(chē)以2m/s的速度勻速行駛，對(duì)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，牽引車(chē)以6m/s的速度勻速行駛，對(duì)繩的拉力為F2，F(xiàn)2的功率為P2．已知物體重1.2×10^4N，體積為0.63m3，P2=6P1．若不計(jì)摩擦、繩重及水的阻力，g取10N/kg．求：（1）被打撈的物體浸沒(méi)在水中時(shí)受到的浮力是多少？（2）在整個(gè)打撈過(guò)程中，滑輪組的最大機(jī)械效率是多少？第六頁(yè)第七頁(yè)，共16頁(yè)。解：（1）物體受到的浮力為F浮=ρ水gV排=1.0×10^3kg/m3×10N/kg×0.63m3=6.3×10^3N；（2）物體在水面以下上升過(guò)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(kāi)水面上升過(guò)程中，拉力做的有用功，目的是克服物重．前后兩次動(dòng)滑輪重一定，所以物體在離開(kāi)水后，滑輪組的機(jī)械效率最大．由于P=Fv，所以物體在水中時(shí)，P1=F1v1，在水面以上時(shí)，P2=F2v2；因?yàn)镻2=6P1，即F2v2=6F1v1，所以F2=2F1．不計(jì)摩擦、繩重和水的阻力時(shí)，物體在水中受到重力、浮力和拉力的作用勻速上升，此時(shí)F1=（G+G0-F浮）/3；物體離開(kāi)水面上升過(guò)程中，受重力和拉力作用，此時(shí)F2=（G+G0）/3．把F2=2F1代入得（G+G0）/3=2（G+G0-F?。?3即（1.2×10^4N+G0）/3=2（1.2×10^4N+G0-6.3×10^3N）/3解得動(dòng)滑輪重G0=600N當(dāng)物體離開(kāi)水面上升過(guò)程中F2=（1.2×10^4N+600N）/3=4200N所以滑輪組的最大機(jī)械效率為η=W有用/W總=Gh/FS=Gh/3Fh=G/3F2=1.2×10^4N/3×4200N=95%答：（1）被打撈的物體浸沒(méi)在水中時(shí)受到的浮力是6.3×10^3N；（2）在整個(gè)打撈過(guò)程中，滑輪組的最大效率是物體出水面后的機(jī)械效率，等于95%第七頁(yè)第八頁(yè)，共16頁(yè)。3、水平方向的機(jī)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(yùn)動(dòng)，所用拉力F的大小為40牛．（1）不計(jì)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(jī)械效率為80%，求：物體A所受的摩擦力．第八頁(yè)第九頁(yè)，共16頁(yè)。

用滑輪組勻速提升重為2000牛的物體，作用在繩子自由端的拉力做功的功率為1250瓦，滑輪組的機(jī)械效率為80%，求重物上升的速度是多少？解析：解答本題的關(guān)鍵是：一要弄清有用功和總功。將物體提升一定高度做的功——有用功：Ｗ有＝Ｇ物h；作用在繩子自由端的拉力做的功——總功：Ｗ總＝Ｐ拉t（因已知功率），則機(jī)械效率可表示為：

二要明白“重物上升”與“繩子自由端拉動(dòng)”具有同時(shí)性。因此于是，重物上升的速度練習(xí)1第九頁(yè)第十頁(yè)，共16頁(yè)。

說(shuō)明：對(duì)涉及滑輪組的速度的問(wèn)題，關(guān)鍵是抓住“重物上升或移動(dòng)”與“繩子自由端拉動(dòng)”的同時(shí)性，再將對(duì)應(yīng)物理量用對(duì)應(yīng)的符號(hào)代入公式進(jìn)行推演和代數(shù)變換，問(wèn)題即可解決。第十頁(yè)第十一頁(yè)，共16頁(yè)。練習(xí)2：用一定滑輪和一個(gè)動(dòng)滑輪組成的滑輪組提升重900牛的物體，使物體升高2米，滑輪組的機(jī)械效率為90%，動(dòng)滑輪重90牛，求提升重物過(guò)程中克服摩擦做了多少功？第十一頁(yè)第十二頁(yè)，共16頁(yè)。練習(xí)3：用一個(gè)動(dòng)滑輪提升重100牛的蘋(píng)果，已知筐的重力為20牛，動(dòng)滑輪的重力為10牛，繩自由端的拉力為75牛，將蘋(píng)果提升1米，求：（1）機(jī)械效率（2）克服摩擦做的功第十二頁(yè)第十三頁(yè)，共16頁(yè)。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(dòng)了8米，拉力F做的功為1280焦，（不計(jì)繩重和摩擦