滑轮组及斜面的机械效率.doc

滑轮组及斜面的机械效率重难点精讲一、滑轮组1.定义：定滑轮、动滑轮组合成滑轮组。2.特点：使用滑轮组既能省力又能改变动力的方向，但费距离。3.理想的滑轮组（不计轮轴间的摩擦和动滑轮的重力）拉力F=G。只忽略轮轴间的摩擦，则拉力F= (G物+G动) 绳子自由端移动距离s是重物移动的距离h的n倍即s=nh4.组装滑轮组方法：首先根据公式n=或n=求出绳子的股数n； 确定动滑轮的个数（n为偶数时动滑轮个数为,n为奇数时动滑轮个数为；根据一动配一定，偶数减一定，变向加一定确定定滑轮的个数；最后根据“奇拴动偶拴定”的原则，结合题目的具体要求组装滑轮。二、机械效率： 1.有用功：定义：对人们有用的功。公式：W有用Gh（提升重物）=W总W额=W总 斜面：W有用= Gh 2.额外功：定义：并非我们需要但又不得不做的功公式：W额= W总W有用=G动h（忽略轮轴摩擦的动滑轮、滑轮组）斜面：W额=f L 3.总功： 定义：有用功加额外功或动力所做的功 公式：W总=W有用W额=FS= W有用 斜面：W总= fL+Gh=FL 4.机械效率： 定义：有用功跟总功的比值。 W有用W总 =GhFL=GhFS=GhFh=GF=GhFS=GhF2h=G2F=GhFS=GhFnh=GnF= 公式： 斜 面： 定滑轮： 动滑轮： 滑轮组 有用功总小于总功，所以机械效率总小于1 。通常用 百分数 表示。某滑轮机械效率为60%表示有用功占总功的60% 。提高机械效率的方法：减小机械（动滑轮及绳子）自重、减小机件间的摩擦，增大重物。典型例题精析：例：1利用一个动滑轮将重70N的物体匀速提高6m，设动滑轮重10N，绳重和摩擦不计，则利用动滑轮所做的额外功是_，总功是_，这个滑轮组的机械效率是_。2 如图1所示，物重40N，滑轮重10N，用力F匀速向上提起重物时，拉力F的大小为_，滑轮组的机械效率是_。（绳重和摩擦不计） 3如图3所示，物体A的质量是100kg，在力F的作用下物体以05m/s的速度沿水平方向匀速前进。若A与水平面间的摩擦力为物重的1/2，滑轮组的机械效率为80%，则5s内拉力的有用功是_J，拉力F是_N。（g取10N/kg）4用图4所示的滑轮组甲和乙，提起同样重的物体时甲滑轮组的机械效率为甲，乙滑轮组的机械效率为乙，则可判定甲_乙；如果用乙滑轮组第一次提起重G1的重物，机械效率为1，第二次提起重为G2的重物（G1 G2），机械效率为2，则可判定1_2。（不考虑绳重和摩擦的影响，且动滑轮的重力相等）点拨：题1、2可根据公式直接直接代入对应数据求值；题3中注意有用功为克服摩擦力做的功；题4中甲乙两滑轮组W额相等，同时增加重物可提高滑轮组效率。 5.测定滑轮组的机械效率。选用的滑轮每个重06N，每个钩码重2N，弹簧测力计的最大量程为25N。现挂3个钩码（不计滑轮之间摩擦）：a. 要完成此实验最少需_个定滑轮，_个动滑轮。b. 在方框中画出实验装置图。 点拨：由题意可知绳子自由端拉力F最大为2.5N，重物重力G=6N,由nF=G得绳子股数至少为3。因此至少需要一个定滑轮一个动滑轮，且绳子自由端要向上拉。 6、在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，某同学用如图13所示的同一滑轮组分别做了三次实验，实验数据记录如下：（1）在表中空格处填下适当的数据（机械效率用百分数表示，保留一位小数）。（2）在实验操作中应竖直向上_拉动弹簧测力计。（3）从实验数据分析得出：使用同一滑轮组，_可以提高滑轮组的机械效率。（4）滑轮组的机械效率可能还与其它因素有关，请你作出恰当的猜想：滑轮组的机械效率与_有关（写出一种影响因素即可）。 7、在“测滑轮组机械效率”的实验中，小强按正确方法操作，图是他实验中的情景，下表是他记录的一组数据。（1)由表中数据可计算出，滑轮组对钩码做的有用功为0.1 J，人做的总功为 J。(2）对以上两个计算结果进行比较，其不合理之处是 ；结合弹簧测力计放大图，可知小强的错误是 。 （3）在该次实验中，所测滑轮组的机械效率应该为 。 8、某同学测量滑轮组的机械效率时，先用弹簧测力计测出物重G，按图示组装好器材，拉动弹簧测力计使物体匀速上升，用刻度尺分别测出物体上升的高度h和绳端移动的距离s，在物体静止时读出拉力的大小F，最后，根据公式算出滑轮组的机械效率。 (1)以上操作过程存在一处错误，请在错误的句子下面画上横线，并写出正确的操作方法： (2)为了提高滑轮组提升物体时的机械效率，请提出两条措施： 点拨：在“测滑轮组机械效率”及“探究影响滑轮组机械效率的因素”的实验中应竖直向上匀速拉动弹簧测力计，读数时不能静止读数，静止时摩擦力与匀速提升中不相等，。弹簧测力计读数时还应看清分度值。绳子自由端移动距离s不需要测量，只需测量重物上升高度h即可，可根据公式s=nh(此公式恒成立)计算得到。提高滑轮机械效率的方法有减小机械（动滑轮及绳子）自重、减小机件间的摩擦，增大重物。