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机械效率基本概念:1滑轮(1)定滑轮实质是 杠杆,使用定滑轮既不省 ,既不省 ,但能改变 ;(2)动滑轮实质是 ,使用动滑轮最多能 ,但不能改变 ,且 ;(3)使用滑轮组既可以 ,又可以 ,但 。不计摩擦和绳重时,拉力F S(绳子自由端移动的距离) h(重物上升的高度)V(绳子自由端移动的速度) V物(重物上升的速度)2机械效率(1) 与 的比值叫做机械效率。(2)机械效率的计算公式: ,W总W有用W额用滑轮组提升重物时:W有用 ,W总 , W额 ;用斜面提升重物时:W有用 ,W总 ,W额 ;用电动机提升重物时:W有用 ,W总 ,W额 。(3)提高滑轮组机械效率的主要方法有: ; ; 。考点剖析:【考点1】 滑轮例1如图,用同一滑轮匀速提升同一重物(不计摩擦),图中F1、F2、F3、F4之间的大小关系正确的是( )A B C D 例2把质量相等的A、B两物体挂在图所示的滑轮组下而,不计绳子、滑轮的重力和摩擦,放手后( )AA上升 BA下降 CA、B均静止 D无法判断跟踪训练1小明利用如图所示的简单机械移动物体A时,当沿不同方向分别用F1、F2、F3的力,以不同速度匀速拉动物体时,忽略绳子与滑轮的摩擦,下列说法中正确的是( )AF1=F2F3 BF1F2F3 CF1F2F3 DF1=F2=F32小明用如图所示的滑轮组,将重为1.5N的物体匀速提升到一定高度,在此过程中,手拉力的大小实际应该是( )A小于0.75N B等于0.75N C大于0.75N D等于0.5N3(1)如图1所示,通过滑轮组向下用力提升重物,请用笔画线组装滑轮组;(2)如图2所示,某人站在A处通过一根绳子和两个滑轮匀速提起物体B,所用的拉力F=100N,物体B重300N(不计滑轮重和绳重,不计摩擦力),画出滑轮组的绕线;(3)如图3所示,用滑轮组拉出陷入泥中的汽车,在图中画出最省力的绳子绕法。【考点2】 影响滑轮组机械效率大小的因素例1小明在测量滑轮组机械效率的实验中,所用装置如图所示,测得的数据如下表:(1)实验中,测拉力F时,应尽量竖直向上 拉动弹簧测力计,在弹簧测力计 (填“缓慢提升”、 “快速提升”或“静止”)时读数。(2)第1次实验测得的机械效率为 。(结果保留两位有效数字)(3)分析表中数据可知:第2次实验是用 图做的;第4次实验是用 图做的。(4)分析第1、2次实验数据可知:使用同一滑轮组, 可以提高滑轮组的机械效率;分析第1、3次实验数据可知:使用不同的滑轮组,提升相同的重物,动滑轮个数越多(即动滑轮总重越重),滑轮组的机械效率 。(5)分析第3、4次实验数据可知,滑轮组的机械效率与物体被提升的高度 。例2小明用同一滑轮组分别将甲、乙两组钩码提升相同的高度,如图所示。他两次提升钩码所用的拉力分别为F甲和F乙,则F甲 F乙;所做的有用功分别为W甲和W乙,机械效率分别为甲和乙,则W甲 W乙,甲 乙。跟踪训练1某实验小组利用如图所示的装置测滑轮组机械效率,记录数据如下表。(1)钩码匀速缓缓上升过程中,弹簧测力计示数 (填“不断变化”或“稳定不变”)。(2)第2次实验中,拉力做的总功是 J,滑轮组做的有用功是 J,滑轮组的机械效率= %(结果保留一位小数)。(3)第2次实验时,钩码上升的速度为0.05m/s,则拉力的功率为 W,静止时拉力F的大小 (选填“大于”、“小于”或“等于”)2.4N。(4)由记录数据分析,两次机械效率不同的主要原因是 ;使用滑轮组的优点是 。(5)若实验时弹簧测力计没有沿竖直方向拉动,则测出的机械效率 。2如图,用甲、乙两种方式在相同时间内将同一物体匀速提升相同高度时,拉力做功的功率为P甲、P乙,机械效率分别为甲、乙(不计绳重与摩擦),下列判断正确的是( )AP甲= P乙 甲 = 乙 BP甲P乙 甲乙 CP甲P乙 甲乙 DP甲P乙 甲乙【考点3】 机械效率的计算例1如图所示,工人用500N拉力F将重力为900N的木箱匀速提升3m,所用时间为20s。求:(1)拉力F做的有用功;(2)拉力F做功的功率;(3)动滑轮的机械效率。例2如图所示,搬运工人用滑轮组提升重540N的物体,所用的拉力F为200N,物体以0.2m/s的速度匀速上升了10s。(不计绳重,绳与滑轮的摩擦)求:(1)拉力F所做的功;(2)动滑轮重为多少?(3)若物重只有240N,滑轮组的机械效率。例3在花城新区的建筑工地上,某挖掘机沿平直路面以2m/s的速度匀速行驶50s到达工作场地进行挖掘作业。挖掘机的有关数据如右表所示,在平直路面上行驶时受的阻力是重力的0.4倍,它在挖掘的过程中要将2104N砂土匀速从图中最低点A移到最高点B。(g=10N/kg)求:(1)在平直路面上行驶过程中,挖掘机做的功;(2)移送泥土时,挖掘机对泥土所做的功;(3)如果挖掘机在举高砂土过程中的平均功率为80kW,用时2.5s,则此过程中挖掘机的机械效率。跟踪训练12014年6月,台湾省农民张文任栽种出一个超级大南瓜。为将南瓜顺利装车,村民们用如图所示的滑轮,用绳子绕制成滑轮组。在20s时间内,村民们用750N的拉力,将绳端沿竖直方向匀速向下拉动6m,把南瓜提升1.5m,此过程中滑轮组的机械效率为90。(g取10N/kg)求:(1)按题意画出滑轮组的绳子绕法。(2)村民们拉动滑轮组的功率为多大?(3)超级大南瓜的质量为多大?2一卡车车厢底板距地面1.5m高,小军把一块长3m长的钢板AB搭在车厢底板上搭成一个斜面,如图所示,他沿着斜面方向用500N的力,把一个木箱由B处推至A处,已知木箱重力为800N,推木箱用的时间是50s。在这一过程中,求:(1)小军所做的功和做功的功率;(2)斜面的机械效率;(3)斜面对木箱施加的摩擦力。3用如图所示的滑轮组提升重物,当作用在绳子自由端的拉力为100N时,能匀速提起重力为240N的物体。不计摩擦和绳重,求:(1)动滑轮重为多少?(2)若绕绳能承受的最大拉力为200N,则该滑轮组的最大机械效率为多大?考点检测:1用如图所示的几种简单机械提起相同重物G,机械自重不可忽略,不考虑摩擦,则最小的力是( )2用四只完全相同的滑轮组成如图所示的甲、乙两个滑轮组,把相同的物体匀速提升相间的高度若用甲、乙表示甲、乙两滑轮组的机械效率,W甲、W乙表示拉力所做的功(不计绳重与摩擦),则( )A甲=乙, W甲=W乙 B甲乙,W甲W乙C甲乙,W甲W乙 D甲乙,W甲W乙3亮亮和体重较大的爸爸帮助邻居各扛一袋质量为5kg的大米,从一楼爬到三楼,爸爸用时较短则亮亮与爸爸所做的( )A有用功相等B总功相等C总功率相等D有用功和总功的比值相等4小聪测量了如图所示的滑轮组的机械效率,他先后进行了两次实验,将钩码分别匀速竖直提升h1和h2的高度(h1h2)。对两次实验中一些物理量进行比较,正确的是(其中s为绳子自由端通过的距离,H为动滑轮上升的高度)( )As1s2 BH1H2 C12 DW有用1W有用25利用如图所示的滑轮组,在20s时间内将重为20N的物体匀速提升了2m,所用拉力F为12.5N。下列判断正确的是( )A绳子自由端移动的速度为0.1m/s B该滑轮组的机械效率为80%C此段时间内,拉力做功为40J D拉力做功的功率为1.25W6如图所示,工人用滑轮或滑轮组提升重物,每只滑轮质量均相同,若把同一货物匀速提升相同的高度(不计绳子和滑轮间的摩擦),下列说法正确的是( )A使用C滑轮组与使用D滑轮组一样省力 B使用D滑轮组最省力C其中机械效率最高的是使用C滑轮组 D其中机械效率最高的是使用B滑轮7质量为60kg的正方体静止在水平地面上,现用如图所示的滑轮组来提升该物体,当拉力F为400N时物体刚好能以0.2m/s的速度匀速上升,则此时滑轮组的机械效率为 %,拉力F的功率为 W;如果适当增加物体的重力,该滑轮组的机械效率将 。(g=10N/kg)8如图所示,在测定杠杆机械效率的实验中,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,使挂在杠杆OB上的物块缓慢上升至虚线位置,测力计的示数F为 N,测力计竖直移动的距离s为0.2m,物块重G为1.5N,物块上升的高度h为0.3m,则杠杆的机械效率为 %,使用杠杆提升物块的过程中,所做的额外功的原因之一是 。9如图所示,物体A所受重力为200N,绳重和摩擦力不计,当分别沿力F1和F2的方向匀速提起物体A时,则F1 F2。若10s内A物体被匀速提升4m,则拉力F1所做的功为 J,功率为 W。如果把这个滑轮改成动滑轮匀速竖直提升同样的重物,则机械效率将 。10用如图所示的滑轮组匀速提升重为400N的物体,人对绳的拉力为250N,不计绳重及摩擦,滑轮组的机械效率为 。如果人的体重为550N,竖直向下匀速拉动绳子过程中(绳始终未断裂),使用此滑轮组能提升的最大物重为 N。s01N10h11用图示装置探究“斜面机械效率”,实验记录如下表实验次数物体种类物重G/N斜面高h/cm沿斜面的拉力F/N斜面长s/cm机械效率/%1木块4151.19060.62小车415
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